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水下垂向运动超空泡航行体流场特性数值模拟研究
| 论文题名： | 水下垂向运动超空泡航行体流场特性数值模拟研究 |
| 关键词： | 水下垂向运动;超空泡航行体;流场特性;数值模拟;通气率 |
| 摘要： | 空气拥有远小于水的密度与粘度，这导致物体在水中受到的阻力大约为空气中的850倍，应用超空泡技术能够将包裹航行体的介质由水转变为空气，使航行体的沾湿面积达到最小，从本质上改变其阻力特性，从而有效减少水下航行体所受的阻力，极大地提高其航速。若将大尺度垂向运动航行体如自导式水雷等设计为超空泡航行体的典型结构，使之在水下也具有超高速度必将大幅度提高其作战效能。本文基于俄罗斯“暴风”超空泡鱼雷，设计了垂向运动航行体的简化模型，并用FLUENT商业软件对其空化及流场特性进行了数值模拟研究。 本文首先针对空泡流这一复杂流动现象，介绍与之相关的基本控制方程、湍流模型、空化模型以及空泡流的理论基础等内容。在深入了解理论知识的前提下，应用FLUENT商业软件研究了具有典型超空泡航行体结构的垂向运动航行体在自然空化及通气空化情况下的空化及流场特性。首先，在自然空化情况下，改变不同的发射速度、通过改变其压力出口压强值从而改变航行深度，分别研究发射速度及航行深度对自然空泡形态及流场特性的影响，并在全沾湿条件下对比了超空泡航行体与普通流线型航行体所受阻力的差别。本文最后则主要在人工通气的情况下，改变通气孔位置、发射速度、通气率，运用动网格技术改变航行深度，分别研究以上因素对通气空泡形态及流场特性的影响，并在不同弗劳德数情况下，研究了重力作用对通气空泡形态的影响。 |
| 作者： | 陈超倩 |
| 专业： | 一般力学与力学基础 |
| 导师： | 张嘉钟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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