高速超空泡射彈是一種利用超空泡減阻技術(shù)的新型水下兵器。與常規(guī)航行體水下航行問題不同,超空泡射彈由于航行速度非常高,可達跨音速甚至超音速。運動過程中涉及復(fù)雜的可壓縮超空泡流動問題,包括汽液可壓縮性、非定常流動、多相流動、相變及湍流等方面流體力學(xué)難題。有必要研究可壓縮超空泡流動的數(shù)值計算方法,并將其應(yīng)用于亞音速、跨音速和超音速等狀態(tài)下的繞軸對稱航行體的可壓縮超空泡流體動力特性問題的分析。全文主要內(nèi)容及成果如下:(1)建立了基于勢流和細(xì)長體理論的可壓縮勢流方程。獲得了不同馬赫數(shù)下的超空泡的形態(tài)。無論在亞音速區(qū)域還是超音速區(qū)域,隨著航行體速度的增加,超空泡的泡長和泡徑都逐漸增大,但亞音速區(qū)域的增長梯度大于超音速區(qū)域,說明超音速時超空泡形態(tài)隨航速變化的幅度較小。流體壓縮性導(dǎo)致超空泡形態(tài)前后有略微的不對稱,隨著馬赫數(shù)增大,空泡最大半徑前移,前后不對稱性加劇。(2)建立了基于N-S方程的高速航行體可壓縮超空泡流動特性的數(shù)值計算方法。討論了多相流模型、湍流模型和空化模型的適用性,結(jié)合商業(yè)CFD軟件的二次開發(fā),將可壓縮流體的Tait狀態(tài)方程和水中有效聲速通過UDF編譯嵌入到了軟件中,實現(xiàn)了液體可壓縮性的...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1俄羅斯“暴風(fēng)”超空泡魚雷及結(jié)構(gòu)示意圖

圖1.1俄羅斯“暴風(fēng)”超空泡魚雷及結(jié)構(gòu)示意圖美國的超空泡射彈，采用精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計，產(chǎn)生自然超空泡，并實現(xiàn)跨音速甚至超音速航行。其中，美國的機載快速滅雷系統(tǒng)（RAMICS）是現(xiàn)在公開發(fā)表中文獻中唯一成功定型的超空泡射彈武器。RAMICS系統(tǒng)采用25mm火炮發(fā)射，其發(fā)射平臺....

圖1.2美國超空泡射彈和RAMICS射彈結(jié)構(gòu)示意圖

圖1.1俄羅斯“暴風(fēng)”超空泡魚雷及結(jié)構(gòu)示意圖美國的超空泡射彈，采用精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計，產(chǎn)生自然超空泡，并實現(xiàn)跨音速甚至超音速航行。其中，美國的機載快速滅雷系統(tǒng)（RAMICS）是現(xiàn)在公開發(fā)表中文獻中唯一成功定型的超空泡射彈武器。RAMICS系統(tǒng)采用25mm火炮發(fā)射，其發(fā)射平臺....

圖1.3射彈超音速運動頭部出現(xiàn)激波現(xiàn)象（Ma=1.03）

北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文性會對射彈的空泡形態(tài)及流體動力產(chǎn)生嚴(yán)重影響。1.3.1試驗研究Vlasenko和Savchenko[53]在試驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)馬赫數(shù)處于0.54-0.77時，射彈頭將出現(xiàn)明顯的可壓縮現(xiàn)象。因此，Vlasenko推論當(dāng)射彈運動速度接近1Ma時，水....

圖2.1Riaboushinsky鏡像模型

圖2.1Riaboushinsky鏡像模型流模型體后在脫體點后形成空泡區(qū)，空泡若在物后封閉必然存能存在速度最大的空泡邊界流線上，于是通過駐點的流，沿物體背部流向來流方向，如圖2.2所示。圖2.2回射流模型尾流模型Eppler將整個空泡尾流區(qū)分為兩部分，接近物體后....

本文編號：3999616