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《串、并联航行体自然超空泡数值分析方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、串、并联航行体自然超空泡数值分析方法研究王志东，李洋，付佳，凌宏杰（江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003）摘要：基于均质平衡流理论，应用商用流体力学软件Fluent，开展了三维带圆盘空化器的水下高速航行体在并、串联航行时自然超空泡数值模拟研究，研究了航行体间距对空泡形态和减阻特性的变化规律。结果表明，并联时，以上航行体为例，上表面的空泡长度小于下表面，随着间距的增大，上、下表面的空泡长度均不断减小，同时并联航行体摩擦阻力系数小于单航行体；串联时，前航行体的空泡尺寸大于后航行体，随着航行体间距的增大，后航行体的空泡尺寸逐渐增
2、大，同时后航行体压差阻力系数远小于单航行体。关键词：水下航行体；串联；并联；自然超空泡；空泡形态；减阻特性中图分类号：U661.1文献标志码：A【DOI】ResearchonNumericalAnalysisMethodofParallelandTandemVehicleswithNaturalSupercavityFlowWANGZhi-dong,LIYang,FUJia,LINGHong-Jie(CollegeofNavalArchitectureandOceanEngineering,JiangsuUniversityofScien
3、ceandTechnology,JiangsuZhenjiang212003,China)Abstract:Thispaperlaunchednumericalsimulationaboutnaturalsupercavityforthree-dimensionalunderwaterparallelandtandemvehicleswithbluntcavitatorbasedonhomogeneousmediumequilibriumflowtheorybyCFDsoftwareFluent,didresearchabouttheef
4、fectofdistanceforthevehiclesonsupercavityshapeandresistancereduction.Theresultsshowthatwhenvehiclesareparallel,takingtheuppervehicleasanexample,thesupercavitylengthofuppersurfaceissmallerthanthatofundersurface,butbothofthemdecreasewiththeincreaseofthedistancebetweenthem,m
5、eanwhile,thefrictionalresistanceforparallelvehicleissmallerthanthatforsinglevehicle;Whenvehiclesaretandem,thesupercavitysizeoffrontvehicleislargerthanthatofbehindvehicle,anditssupercavitysizeincreaseswiththeincreaseofthedistance,meanwhile,thepressureresistancefortheaftert
6、andemvehicleissmallerthanthatforsinglevehicle.Keywords:underwatervehicles;naturalparallel;tandem;supercavity;supercavityshape;resistancereduction0引言随着世界科技及海洋军事的快速发展，超空泡技术被应用于水下航行器设计以极大提高水下航行速度，受到了国内外水动力学领域的广泛关注和重视。近年来，以界面追踪法和均质平衡流理论为代表的基于黏性理论通过求解N-S方程处理超空泡问题的方法已被国内外广泛应用[1
7、]。R.F.Kunz[2,3]利用多相、均质、非定常RANS方程，开展了航行体自然超空泡和通气超空泡的仿真模拟，并开发了相关软件。Singhal等人[4]在考虑非凝结气体的情况下提出了一种完备的空化模型，给出了模型常数与数值计算结果，并开展了大量实验，结果表明数值计算得到的空泡区与实验相符。刘海旻、张宇文等人[5]应用CFD仿真软件以及应用基于空泡截面独立扩张原理对水下高速射弹的空泡形态及减阻特性进行了对比研究，研究表明，仿真计算结果与理论分析结果吻合很好，空泡的相对长度、相对直径和长细比随空化数的减小而增大。孙士明、陈伟政[6]在不考虑
8、重力影响的情况下对通气超空泡进行了研究，发现空泡内的气体以环流形式流动，雷诺数对通气率的影响不可忽略，并提出了一种新的通气率计算方法。7很多情况下水中超空泡武器会以组合的方式进行水下打击，例如
