通气参数对潜射航行体流体动力特性影响的数值模拟研究

发布时间：2024-02-19 19:54

　　潜射航行体作为一种水下武器，具有较强的隐蔽性、机动性以及攻击能力。航行体在水下运动过程中环境压力不断减小，流场特性不断发生变化，并且始终伴随着空泡流现象。空泡流是一种包含了非定常、湍动、相变等复杂因素的流动现象，由于潜射航行体水下运动速度较低，需要进行通气以达到补气增强效果，从而使航行体周围流体介质变为气－汽－水三相混合介质，给通气航行体空泡多相流的数值模拟研究带来了很大的困难。本文围绕潜射航行体水下运动过程的通气空泡多相流问题，开展通气参数对潜射航行体空泡形态及流体动力特性影响的数值模拟研究。主要研究工作如下： 介绍了通气空泡流相关的数值方法，包括基于Mixture均质平衡流模型理论的基本方程、湍流模型、空化模型以及壁面函数的基本理论，建立了潜射航行体通气空泡多相流的数值计算方法，并将数值结果与文献中的试验数据进行了对比，验证了数值计算方法的有效性。 开展了环状通气条件下潜射航行体空泡形态及流体动力特性的数值模拟，分析了不同通气参数条件下的空泡形态、弹体表面压力以及阻力变化情况，获得了通气质量流量、通气角度和通气位置对空泡形态及流体动力特性的影响规律。 开展了孔状通气条件下潜射航行体...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1法国潜射航行体研制型号发展历程

导弹1989年试验初期的多次发射失败[2]。俄罗斯现在研制1998年，截止到2009年共开展了12次试验，但是其中国先后研制了M1、M2以及M45等一系列潜射航行体武器功之前经历了两次大的失败，并在2004年正式开始研发现在已经发展到M51型导弹....

图2-2验证模型外形结构图

算几何模型参考法国M51型潜射导弹外形，在计算过程中简化为转体，直径D=40mm，后体柱段长L=240mm，外形结构图如图算过程中弹体前端为速度入口，弹体周围水域边界及出口设置为本设置情况如图2-3所示，计算流域为三维圆柱流域，流域长度向宽度为20D，弹头前段流域长为....

图2-4验证模型计算网格划分

压力开口图2-3计算模型及边界条件设置例采用的计算网格为ICEM软件划分的全六面体结构化网格，由力场变化梯度较大，所以对弹体周围网格进行加密处理，远场网，计算网格划分如图2-4所示。

图3-3弹体及周边网格划分

速度出口图3-2计算域边界条件

本文编号：3903234