空化現(xiàn)象十分常見(jiàn),無(wú)論是在螺旋槳旋轉(zhuǎn)還是水下高速體運(yùn)動(dòng)時(shí),都會(huì)發(fā)生空化現(xiàn)象。對(duì)于水下高速體,通過(guò)產(chǎn)生體表超空泡的方式可以達(dá)到大幅度減阻的效果。這種減阻的方式廣泛的應(yīng)用在超空泡水下兵器的研制上。在研究超空泡時(shí),數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)是必不可少的兩種方式。通過(guò)數(shù)值模擬可對(duì)超空泡的發(fā)展形態(tài)進(jìn)行預(yù)估,通過(guò)模型試驗(yàn)可以對(duì)預(yù)估的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在眾多流體特性對(duì)超空泡影響中,密度和溫度都是最為普通的性質(zhì)。因此考慮密度和溫度對(duì)超空泡的影響十分必要。本文通過(guò)了解國(guó)內(nèi)外在超空泡問(wèn)題方面的研究情況,提出了流體密度和溫度對(duì)超空泡影響的問(wèn)題。對(duì)問(wèn)題的研究從數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)兩方面進(jìn)行了研究分析。在數(shù)值模擬方面:本文采用雷諾平均數(shù)值模擬法,選擇二方程k-ε模型,利用離散求解法對(duì)模型進(jìn)行求解。采用速度入口,壓力出口的邊界條件。通過(guò)單獨(dú)改變流體的密度和溫度,觀(guān)察模型所產(chǎn)生超空泡的變化。在試驗(yàn)方面:對(duì)試驗(yàn)射彈進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核,并通過(guò)分析空化泡理論、相似理論以及比尺效應(yīng)理論對(duì)試驗(yàn)可能產(chǎn)生的現(xiàn)象及問(wèn)題進(jìn)行了預(yù)估。對(duì)試驗(yàn)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)校核及制作。最后通過(guò)單獨(dú)控制密度和溫度的變化進(jìn)行了試驗(yàn)。通過(guò)數(shù)值模擬的方式得出了流體溫度和密度對(duì)超空... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

美國(guó)速度為200節(jié)的超空泡潛艇

空泡流數(shù)值研究現(xiàn)狀??空泡流研宂的數(shù)值方法有勢(shì)流法和計(jì)算流體力學(xué)法。勢(shì)流法目前發(fā)展較為工程上得到許多應(yīng)用。勢(shì)流法是利用迭代的方式獲取物表的壓力和物表上形狀的方法。雖然該方法在應(yīng)用上己經(jīng)較為廣泛，但有其不足之處。此方泡脈動(dòng)的特性和空泡封閉處流場(chǎng)的細(xì)節(jié)。并且只是用與空泡的閉合模式，體現(xiàn)不出來(lái)。??前發(fā)展的計(jì)算流體力學(xué)方法（ＣＦＤ）對(duì)空泡的模擬有更好的效果。在數(shù)值，在對(duì)流體假設(shè)情況方面可分為單相流模式和兩相流模式。兩相流模式采式建立的模型。單相流模型利用湍流模型，并且假設(shè)氣液兩相流混合均勻７??

下面介紹一下這些模型。??３．３．１Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｐｌｅｓｓｅｔ?方程??Ｒａｙｌｅｉｇｈ提出了一套關(guān)于云狀空泡成長(zhǎng)和潰滅的數(shù)學(xué)分析法。圖３．１為無(wú)窮大區(qū)域??內(nèi)半徑為抑０的球形氣泡。假定氣泡內(nèi)壓力仏⑴和溫度均質(zhì)，且液體壓力凡⑴己??知溫度為常數(shù)，球形氣泡為對(duì)稱(chēng)的。于是徑向流動(dòng)沒(méi)有旋轉(zhuǎn)其速度勢(shì)為〇?＝?Ｗ？（／２）／ｒ，??其中?ＵｄＲ（ｌ）ｄｔ。??ｌｉｑｕｉｄ，７＾（０?？（ｒ／）??／?Ｂｕｂｂｌｅ??Ｉ?１??圖３．１無(wú)窮大區(qū)域內(nèi)氣泡示意圖??綠土弊■?＝?—?（３－２７）??ｄｒ?ｒ２?ｄｔ?ｒ２??２４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]水下高速航行體超空泡減阻特性研究[D]. 熊永亮.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[4]通氣空泡流研究[D]. 陳鑫.上海交通大學(xué) 2006

碩士論文
[1]水下高速航行體發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及超空泡流場(chǎng)特性研究[D]. 周浩磊.浙江理工大學(xué) 2012
[2]水下高速航行體航向控制技術(shù)研究[D]. 王雨.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]超空泡高速射彈變深度航行振動(dòng)特性研究[D]. 鐘偉俊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]水下高速航行體控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張永攀.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[5]高速水下航行體半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)研究[D]. 馬宏男.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[6]超空泡火箭深水炸彈入水彈道研究[D]. 趙保全.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2009
[7]充氣參數(shù)對(duì)超空泡形態(tài)影響的數(shù)值模擬[D]. 胡曉.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[8]回轉(zhuǎn)體空化流場(chǎng)的數(shù)值分析[D]. 賈彩娟.西北工業(yè)大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3369252