海防是國家的重要保障,作為一個(gè)亞洲強(qiáng)國,我國應(yīng)加強(qiáng)海防力度,增強(qiáng)對(duì)海洋防護(hù)軍備和武器系統(tǒng)的研究工作。高速入水過程涉及到的復(fù)雜流場(chǎng)是高速跨介質(zhì)導(dǎo)彈、超空泡魚雷等武器的理論基礎(chǔ),具有重要的工程意義。本文采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)橫流條件下小型運(yùn)動(dòng)體高速垂直入水過程流場(chǎng)特性和運(yùn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析與研究,主要研究內(nèi)容和成果如下:基于均質(zhì)平衡流理論,引入VOF多相流模型,選取Schnerr and Sauer空化模型和realizable k-ε湍流模型,采用重疊網(wǎng)格技術(shù),提出了小型運(yùn)動(dòng)體垂直高速入水?dāng)?shù)值計(jì)算方法,并與文獻(xiàn)中的彈道和空泡形態(tài)公式進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)值方法的有效性。開展無橫流條件下運(yùn)動(dòng)體高速垂直入水過程多相流動(dòng)特性研究,獲得了入水速度和結(jié)構(gòu)密度對(duì)彈道特性和流體動(dòng)力的影響規(guī)律。運(yùn)動(dòng)體的入水速度和運(yùn)動(dòng)體密度越大,入水深度越大。撞擊階段阻力系數(shù)峰值隨入水速度的增大而增大,而水下穩(wěn)定階段阻力系數(shù)受入水初速度和運(yùn)動(dòng)體密度因素的影響不大。運(yùn)動(dòng)體頭部中點(diǎn)壓力峰值與入水速度有直接關(guān)系,入水速度越大,壓力峰值越大。開展橫流條件下運(yùn)動(dòng)體高速垂直入水過程多相流特性研究,分析了入水過程中的流場(chǎng)特性、入水彈道... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 入水問題實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
        1.2.2 入水問題數(shù)值模擬研究進(jìn)展
        1.2.3 入水問題理論研究進(jìn)展
        1.2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡析
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 運(yùn)動(dòng)體高速入水?dāng)?shù)值計(jì)算方法
    2.1 引言
    2.2 控制方程
        2.2.1 基本控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 多相流模型
        2.2.4 空化模型
    2.3 運(yùn)動(dòng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)技術(shù)
        2.3.1 基本思想
        2.3.2 預(yù)處理
    2.4 本章小結(jié)
第3章 無橫流條件下運(yùn)動(dòng)體高速入水多相流特性研究
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值計(jì)算方法
        3.2.1 計(jì)算幾何模型與網(wǎng)格劃分
        3.2.2 網(wǎng)格和湍流模型的選取
    3.3 入水初速度對(duì)流場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)特性的影響
        3.3.1 入水彈道及流體動(dòng)力特性分析
        3.3.2 壓力場(chǎng)分布及變化規(guī)律
    3.4 運(yùn)動(dòng)體密度比對(duì)流場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)特性的影響
        3.4.1 入水彈道及流體動(dòng)力特性分析
        3.4.2 壓力場(chǎng)分布及變化規(guī)律
    3.5 本章小結(jié)
第4章 橫流條件下運(yùn)動(dòng)體高速入水多相流特性研究
    4.1 引言
    4.2 橫流條件下運(yùn)動(dòng)體高速入水?dāng)?shù)值模擬研究
        4.2.1 流場(chǎng)特性分析
        4.2.2 入水彈道及流體動(dòng)力特性
        4.2.3 空泡形態(tài)發(fā)展規(guī)律
    4.3 入水初速度對(duì)流場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)特性的影響
        4.3.1 空泡形態(tài)及流場(chǎng)特性分析
        4.3.2 入水彈道及流體動(dòng)力分析
    4.4 橫流速度對(duì)流場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)特性的影響
        4.4.1 空泡形態(tài)及流場(chǎng)特性分析
        4.4.2 入水彈道及流體動(dòng)力分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于勢(shì)流理論的回轉(zhuǎn)體并聯(lián)入水雙空泡演化動(dòng)力學(xué)研究[J]. 宋武超,魏英杰,路麗睿,王聰,盧佳興.  物理學(xué)報(bào). 2018(22)
[2]Cavity formation during water entry of heated spheres[J]. 李佳川,魏英杰,王聰,夏維學(xué).  Chinese Physics B. 2018(09)
[3]細(xì)長體射彈高速水平入水研究[J]. 王瑞琦,黃振貴,郭則慶,陳志華,劉如石.  彈道學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]半疏水-半親水球體垂直入水空泡數(shù)值仿真研究[J]. 孫釗,曹偉,王聰,路中磊.  兵工學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]加熱球體入水空泡實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李佳川,魏英杰,王聰,鄧環(huán)宇.  物理學(xué)報(bào). 2016(20)
[6]正浮力開放腔體圓柱殼垂直入水?dāng)?shù)值研究[J]. 路中磊,魏英杰,王聰,陳晨.  振動(dòng)與沖擊. 2016(16)
[7]回轉(zhuǎn)體傾斜入水空泡及彈道特性實(shí)驗(yàn)[J]. 宋武超,王聰,魏英杰,許昊.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(11)
[8]基于高速攝像實(shí)驗(yàn)的開放腔體圓柱殼入水空泡流動(dòng)研究[J]. 路中磊,魏英杰,王聰,孫釗.  物理學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]空氣域壓力對(duì)高速射彈入水流場(chǎng)影響[J]. 陳晨,馬慶鵬,魏英杰,王聰.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[10]不同頭型運(yùn)動(dòng)體高速入水空泡數(shù)值模擬[J]. 馬慶鵬,魏英杰,王聰,趙成功.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)

博士論文
[1]高速射彈非定常運(yùn)動(dòng)多相流場(chǎng)與彈道特性研究[D]. 趙成功.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]湍流減阻添加劑對(duì)超空化流動(dòng)的影響機(jī)理研究[D]. 姜晨醒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]高速射彈入水過程多相流場(chǎng)特性研究[D]. 馬慶鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]回轉(zhuǎn)體并聯(lián)入水過程流場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)特性數(shù)值研究[D]. 何超杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]雙回轉(zhuǎn)體并聯(lián)入水過程多相流動(dòng)及運(yùn)動(dòng)特性研究[D]. 路麗睿.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]空投魚雷入水技術(shù)研究[D]. 路龍龍.西北工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3168455