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航行体水下发射及海水回灌流体动力特性研究
| 论文题名： | 航行体水下发射及海水回灌流体动力特性研究 |
| 关键词： | 水下航行体;垂直发射;海水回灌;数值模拟 |
| 摘要： | 与地面发射、空中发射相比，潜射航行体由于身处大洋深处，发射环境极为复杂，目前仅有极少数国家掌握了成熟的水下发射技术，因此研究水下航行体垂直发射具有重要意义。本文基于流体仿真软件STAR-CCM+对航行体水下垂直发射尾出筒后气水两相流场演化规律和海水回灌过程进行数值仿真，研究了发射筒口的气团形成、发展、溃灭过程的演化规律，在此基础上进一步研究了出筒速度、横流对航行体运动特性和“水锤”效应对发射筒的影响。研究结果表明： 1.在不考虑横流、开盖机构、航行体影响下，发射筒的回灌过程可分为3阶段，随初始内外压差增加，筒内压力载荷波动幅值增加，波动周期略微减小。在初始内外压差一定条件下，环境水深对筒底载荷幅值无影响，但筒底载荷波动频率随水深增加而增加。 2.随着航行体出筒速度的提高，筒口气团体积增大，其演化规律基本不变，中轴线回射流强度增强，筒底轴向冲击载荷增加，且波动周期略微增大；在横向来流影响下，航行体尾空泡呈现不对称性，导致其尾部载荷不对称，进而引起航行体姿态变化；筒底轴向力冲击载荷与横流速度无明显关系。 3.齐射工况下，首发筒口气团向下游移动，并与次发筒口气团融合，改善了次发航行体的发射环境，次发航行体出筒时尾空泡不对称性较首发弱，因而航行体弹道的稳定性更好；对发射筒而言，首、次发筒内海水回灌的冲击载荷峰值、波动频率基本一致。 |
| 作者： | 张益敢 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 刘华坪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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