潜射航行体齐射出水流场结构与流体动力特性研究.pdf

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1、硕士学位论文潜射航行体齐射出水流场结构与流体动力特性研究RESEARCHONFLOWFIELDSTRUCTUREANDHYDRODYNAMICCHARACTERISTICSONTHEWATER-EXITPROCESSOFSUBMARINESALVOEDVEHICLES卢佳兴哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O352学校代码：10213国际图书分类号：623.9密级：公开工程硕士学位论文潜射航行体齐射出水流场结构与流体动力特性研究硕士研究生：卢佳兴导师：王聪教授申请学位：工程硕士学科：航天工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O352U.D.C:623.9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONFLOWFIELDSTRUCTUREANDHYDRODYNAMICCHARACTERISTICSONTHEWATER-EXITPROCESSOFSUBMARINESALVOEDVEHICLESCandidate：LuJiaxingSupervisor：Prof.WangCongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineerin

3、gSpeciality：AerospaceEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要当今世界，局部战争频发，潜射由于其独特的攻击手段在现代战争中发挥着不可替代的作用，为提高潜射导弹突防能力，水下齐射技术成为重点研究方向。本文在水下垂发出水背景下，对两发航行体齐射出水过程开展了试验和仿真研究。试验研究方面，建立发射间距可调的水下发射系统，并结

4、合高速摄像系统完成水下发射试验。通过对单发航行体和双发航行体在静水发射试验中摄录的空泡形态和运动轨迹图像的对比，分析齐射出水过程中两发航行体之间的流场相互干扰及由此导致的航行体运动特性的改变，在此基础上，分析横流和发射间距等因素对上述参数的影响，发现横流会明显改变两发航行体的空泡形态和运动轨迹，而发射间距减小，会使次发航行体的空泡不对称性增大，次发航行体向首发航行体方向的偏移量增加；对齐射出水试验中发现的空泡溃灭中的喷溅形式进行机理分析，发现出水过程近水面处空泡振荡幅度和含气量是产生差异的主要原因，充足的含气量和较高的泡内压下，出水空泡溃灭过程则不

5、会在航行体表面产生冲击。仿真研究方面，建立齐射出水六自由度运动仿真模型，据此开展不同发射时间间隔的水下齐射仿真。对无发射时间间隔工况下的压力场和速度场进行分析，给出航行体运动特性曲线，并分析出水过程姿态改变原因；对航行体不同纵向间距下的弹道和偏转角进行对比分析，得到航行体运动干扰消失的临界纵向间距，并给出航行体齐射出水过程的姿态偏转与质心偏移随纵向距离的变化规律。关键词：潜射航行体，齐射出水，空泡形态，流场结构，空泡溃灭，流体动力-I-AbstractAbstractIntheworldbackgroundoffrequentlocalwars,u

6、nderwaterlaunchplaysanirreplaceableroleinmodernwarfarebecauseofitsuniquemeansofattack,andinordertoimprovemissilepenetrationcapability,salvounderwatertechnologyhasbecomeakeyresearchdirection.Theexperimentandsimulationresearchonwater-exitprocessoftwounderwatersalvoedvehicleswere

7、carriedoutunderthebackgroundofunderwaterverticallaunch.Intheexperimentalresearch,alaunchsystemwithadjustablelaunchspacewassetup,Andthelaunchexperimentwascompletedcombinedwiththehigh-speedcamerasystem.Bycomparingthecavityshapeandtrajectoryrecordedinthelaunchexperimentofsingleve

8、hicleanddoublevehicle,theflowfieldinterfereandtheresultingcha