文档介绍：硕士学位论文
航行体出水过程通气空化流场特性研究
STUDY ON VENTILATED CAVITATING FLOW
DRUING WATER-EXIT OF UNDERWATER
VEHICLE
刘杰
哈尔滨工业大学
2012 年 7 月
国内图书分类号:0322,TH133 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
航行体出水过程通气空化流场特性研究
硕士研究生:刘杰
导师:张嘉钟教授
申请学位:工学硕士
学科:一般力学与力学基础
所在单位:航天学院
答辩日期:201 2 年 7 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index:0322,TH133
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
STUDY ON VENTILATED CAVITATING FLOW
DRUING WATER-EXIT OF UNDERWATER
VEHICLE
Candidate: Liu Jie
Supervisor: Prof. Zhang Jiazhong
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: General and Foundation of
Mechanics
Affiliation: School of Astronautics
Date of Defence: July, 2012
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘要
水下航行体的出水过程可以是垂直于水面,也可以相对于水平面倾斜一定角度。航行
体运动过程的空化现象包括自然空泡的产生,发展和溃灭。空泡溃灭伴随强大的空泡溃灭
冲击波,有可能对航行体结构造成破坏。对航行体水下运动过程进行主动通气可以改善流
体动力和航行体受力情况,但是通气率的给定也是一个非常复杂的技术难题。因此,针对
这些问题本文主要开展了以下工作:
(1)针对航行体垂直出水过程,只考虑自然空化,分析了不同航行速度对航行体流体
动力以及空泡形态的影响。在此基础上分析了自然空化下航行体不同角度斜出水流体动力
特性;
(2)对航行体出水过程考虑自然空化的同时进行人工主动通气,针对同一通气率下不
同航行速度对航行体流体动力及空泡形态影响进行分析;
(3)对自然空化下航行体出水过程通气与不通气航行体表面压力随空泡变化进行跟踪
对比,得到了通气与不通气的航行体表面压力随空泡变化规律;
(4)分析了人工通气相对于自然空化优势以后,对通气率时序变化对航行体空泡形态
和流体动力进行了分析研究,得到了给气方式的最佳方案;
本文的创新点主要体现在:(1)对三维物理模型进行了全过程模拟,并对三维航行体
出水进行主动通气;( 2)在航行体垂直出水基础上研究了航行体倾斜出水的流体动力以及
空泡形态;(3)在模拟了不同通气率对航行体出水过程影响基础上对通气率随时间变化即
通气时序进行了仿真,得到了通气时序的最佳方式。
关键词:自然空化;出水角度;通气率;流体动力;通气时序;溃灭
I
哈尔滨工业大学硕士学位论文
Abstract
Underwater navigation involves gas and vapor, water mixed phase,the flow field
characteristics is plex. Underwater navigation water body process can be vertical to the
surface of water, also can tilt some angle relative to the water surface. The motion of the sailing
process cavitation phenomenon include natural supercaviatation‘s generation, development and
breaking