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超高速航行体尾部流场特性分析与试验研究

张琦  
【摘要】:超空泡武器是20世纪末出现的一种全新水下高速武器,它是以超空泡物理特性为基础开发研制的。超空泡鱼雷尾部喷出的高速气流将使该处流场发生剧烈变化,对超空泡形态产生重要影响。 本文以超高速水下航行体流体动力布局研究为背景,开展高速水下航行体超空化流动的数值模拟与实验研究,主要完成了以下工作: (1)通过对航行体流体动力模型的分析,得到影响空泡稳定性的要素,根据空泡在尾部的闭合模式,对空泡的尾流区域进行理论分析。 (2)基于多相流CFD方法,在稳定超空泡形成条件下,建立了航行体空化流动的物理模型和计算方法,对尾喷出口处的流场进行数值模拟研究。 (3)在水洞试验室内开展了一系列通气空化试验,研究了有尾喷情况下超空泡的流动形态;提出了空泡实验图像处理的修正方法,并以此为根据应用MATLAB软件编写了试验图形数据处理的仿真应用程序。 (4)对水洞超空化流动模型喷流试验所涉及的相似问题进行了研究,并对试验结果进行了分析对比。


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