空化現(xiàn)象十分常見,無論是在螺旋槳旋轉還是水下高速體運動時,都會發(fā)生空化現(xiàn)象。對于水下高速體,通過產生體表超空泡的方式可以達到大幅度減阻的效果。這種減阻的方式廣泛的應用在超空泡水下兵器的研制上。在研究超空泡時,數(shù)值模擬和模型試驗是必不可少的兩種方式。通過數(shù)值模擬可對超空泡的發(fā)展形態(tài)進行預估,通過模型試驗可以對預估的結果進行驗證。在眾多流體特性對超空泡影響中,密度和溫度都是最為普通的性質。因此考慮密度和溫度對超空泡的影響十分必要。本文通過了解國內外在超空泡問題方面的研究情況,提出了流體密度和溫度對超空泡影響的問題。對問題的研究從數(shù)值模擬和模型試驗兩方面進行了研究分析。在數(shù)值模擬方面:本文采用雷諾平均數(shù)值模擬法,選擇二方程k-ε模型,利用離散求解法對模型進行求解。采用速度入口,壓力出口的邊界條件。通過單獨改變流體的密度和溫度,觀察模型所產生超空泡的變化。在試驗方面:對試驗射彈進行了設計和校核,并通過分析空化泡理論、相似理論以及比尺效應理論對試驗可能產生的現(xiàn)象及問題進行了預估。對試驗裝置進行設計校核及制作。最后通過單獨控制密度和溫度的變化進行了試驗。通過數(shù)值模擬的方式得出了流體溫度和密度對超空... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

美國速度為200節(jié)的超空泡潛艇

空泡流數(shù)值研究現(xiàn)狀??空泡流研宂的數(shù)值方法有勢流法和計算流體力學法。勢流法目前發(fā)展較為工程上得到許多應用。勢流法是利用迭代的方式獲取物表的壓力和物表上形狀的方法。雖然該方法在應用上己經較為廣泛，但有其不足之處。此方泡脈動的特性和空泡封閉處流場的細節(jié)。并且只是用與空泡的閉合模式，體現(xiàn)不出來。??前發(fā)展的計算流體力學方法（ＣＦＤ）對空泡的模擬有更好的效果。在數(shù)值，在對流體假設情況方面可分為單相流模式和兩相流模式。兩相流模式采式建立的模型。單相流模型利用湍流模型，并且假設氣液兩相流混合均勻７??

下面介紹一下這些模型。??３．３．１Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｐｌｅｓｓｅｔ?方程??Ｒａｙｌｅｉｇｈ提出了一套關于云狀空泡成長和潰滅的數(shù)學分析法。圖３．１為無窮大區(qū)域??內半徑為抑０的球形氣泡。假定氣泡內壓力仏⑴和溫度均質，且液體壓力凡⑴己??知溫度為常數(shù)，球形氣泡為對稱的。于是徑向流動沒有旋轉其速度勢為〇?＝?Ｗ？（／２）／ｒ，??其中?ＵｄＲ（ｌ）ｄｔ。??ｌｉｑｕｉｄ，７＾（０?？（ｒ／）??／?Ｂｕｂｂｌｅ??Ｉ?１??圖３．１無窮大區(qū)域內氣泡示意圖??綠土弊■?＝?—?（３－２７）??ｄｒ?ｒ２?ｄｔ?ｒ２??２４??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]水下高速航行體發(fā)射系統(tǒng)的設計及超空泡流場特性研究[D]. 周浩磊.浙江理工大學 2012
[2]水下高速航行體航向控制技術研究[D]. 王雨.哈爾濱工程大學 2012
[3]超空泡高速射彈變深度航行振動特性研究[D]. 鐘偉俊.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]水下高速航行體控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 張永攀.哈爾濱工程大學 2011
[5]高速水下航行體半實物實時仿真系統(tǒng)研究[D]. 馬宏男.哈爾濱工程大學 2010
[6]超空泡火箭深水炸彈入水彈道研究[D]. 趙保全.沈陽理工大學 2009
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本文編號：3369252