【摘要】：泄氣空腔殼體是一種一端開放另一端封閉但存在泄氣孔的圓柱殼體結(jié)構(gòu),在以開放端撞擊自由液面的低速垂直入水過程中,圓柱空腔內(nèi)氣體漲縮并從泄氣孔釋放,形成一個氣、液兩相耦合流動空間,并通過開放端與外部流場連通,形成內(nèi)、外流場間耦合變化,涉及到固、液、氣三相運動和內(nèi)、外兩個流場的多流域耦合運動問題。在這種復(fù)雜流動環(huán)境下,泄氣空腔殼體入水流動現(xiàn)象與傳統(tǒng)半封閉空腔實心運動體入水流動現(xiàn)象截然不同,入水空泡流動特性、流場結(jié)構(gòu)特性、流體動力特性和水下彈道特性均將發(fā)生質(zhì)的改變,因此開展泄氣空腔殼體入水多相流動特性研究具有重要的理論意義和實用價值。本文采用理論分析、數(shù)值計算和實驗相結(jié)合的方法,針對泄氣空腔殼體入水過程中多相流流動特性、入水穩(wěn)定性以及流體動力等問題開展研究,主要研究內(nèi)容如下:采用高速攝像的測試手段,對泄氣空腔殼體入水空泡流動方式和演化特性開展研究。開展了不同入水速度條件下的泄氣空腔殼體入水實驗,獲得了具有典型特征的入水空泡發(fā)展規(guī)律,分析了入水速度對運動特性產(chǎn)生影響;開展了不同泄氣孔以及非對稱開放端殼體的入水實驗,分析了泄氣孔尺寸以及半開半閉開放端對殼體入水影響;研究了浮重比對入水軌跡和入水空泡的影響;開展透明材料亞克力-石英玻璃殼體模型入水實驗,獲得了腔體內(nèi)部兩相流場的流動方式,并揭示了其形成的機理�；谟嬎懔黧w力學(xué)方法,開展了泄氣空腔殼體垂直入水問題數(shù)值模擬計算,建立了數(shù)值計算模型,參照實驗條件開展了相應(yīng)模擬計算,通過與實驗數(shù)據(jù)對比驗證了數(shù)值方法的有效性。通過對計算結(jié)果的分析,獲得了泄氣空腔殼體低速垂直入水過程空泡形態(tài)的演化特征,并對流場的速度場和渦量場進(jìn)行分析;描述了壓力場中的開放端壓力集中以及壁面壓力分布;改變殼體泄氣孔的大小,開展入水模擬計算,分析了泄氣孔大小對空泡形態(tài)、流場結(jié)構(gòu)和殼體運動特性的影響。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O359
【圖文】：

固體火箭助推器入水后穩(wěn)定狀態(tài)

3.2.1 實驗系統(tǒng)本文試驗系統(tǒng)由試驗水池、光學(xué)測試系統(tǒng)和釋放機構(gòu)三部分組成，實驗系統(tǒng)如圖3-1所示。入水實驗在室內(nèi)玻璃水槽內(nèi)開展，水槽尺寸為1.5m×0.8m×0.9m，營造一個穩(wěn)定的流域環(huán)境，對于低速入水條件未考慮空化及熱力學(xué)影響，實驗流體選用溫度 10℃的自來水，水深條件 0.75m。通過機械裝夾方式將模型以豎直姿態(tài)固定于支撐平臺上，置于水面上方，并由釋放機構(gòu)實現(xiàn)其自由落體釋放，

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 馬慶鵬;魏英杰;王聰;趙成功;;不同頭型運動體高速入水空泡數(shù)值模擬[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年11期

2 王聰;何春濤;權(quán)曉波;魏英杰;;空氣壓強對垂直入水空泡影響的數(shù)值研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2012年05期

3 施紅輝;周浩磊;吳巖;賈會霞;張曉萍;周素云;章利特;董若凌;王超;;伴隨超空泡產(chǎn)生的高速細(xì)長體入水實驗研究[J];力學(xué)學(xué)報;2012年01期

4 張珂;顏開;褚學(xué)森;程貫一;;基于LBM方法的圓盤等速入水空泡的數(shù)值模擬[J];船舶力學(xué);2010年10期

5 孫明太,王濤;反潛魚雷、聲納浮標(biāo)投射模型研究[J];火力與指揮控制;2003年02期

6 別社安,趙沖久,及春寧,任增金;筒型基礎(chǔ)海洋平臺氣浮拖航穩(wěn)性分析[J];天津大學(xué)學(xué)報;2002年02期

7 黃繼湯;應(yīng)用高速攝影技術(shù)研究空化現(xiàn)象[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1989年05期

8 葉取源;錐頭物體垂直入水空泡的發(fā)展和閉合[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展;1989年02期

9 陳九錫,顏開;用MAC方法計算平頭物體垂直等速入水空泡[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展;1985年01期

相關(guān)會議論文 前1條

1 施紅輝;高聚瑞;周浩磊;胡俊輝;;細(xì)長體高速入水超空泡減阻試驗研究[A];第九屆全國實驗流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2013年

本文編號：2714477