哈工大流體力學(xué)章十三

1、 2014 HIT13-2庫爾斯克號沉沒庫爾斯克號沉沒l俄羅斯核潛艇俄羅斯核潛艇l 1994年年5月下水，造價月下水，造價10億美元億美元l 長長150米，寬米，寬18.2米，高米，高13.1米米l 獨(dú)特的雙殼艇身和獨(dú)特的雙殼艇身和9個防水隔艙個防水隔艙l 2000年年8月沉沒月沉沒l 118人遇難人遇難 2014 HIT13-3伊朗試射超級魚雷伊朗試射超級魚雷l 2006年年4月，伊朗大規(guī)模軍演月，伊朗大規(guī)模軍演l 超級魚雷超級魚雷“鯨鯨”l 水下運(yùn)動速度約水下運(yùn)動速度約193.9節(jié)節(jié)l 擊中靶艇擊中靶艇 2014 HIT13-4研究意義研究意義AVCFdd221maF 2014 HIT13

2、-5研究意義研究意義 2014 HIT13-6超空泡減阻機(jī)理超空泡減阻機(jī)理 2014 HIT13-7研究意義研究意義“暴風(fēng)暴風(fēng)”超空泡魚雷超空泡魚雷 2014 HIT13-8研究意義研究意義“暴風(fēng)暴風(fēng)”超空泡魚雷超空泡魚雷 2014 HIT13-9研究意義研究意義 2014 HIT13-10研究意義研究意義美國正在研制的超空泡魚雷原理圖美國正在研制的超空泡魚雷原理圖 2014 HIT13-11研究意義研究意義美國正在研制的超空泡魚雷原理圖美國正在研制的超空泡魚雷原理圖 2014 HIT13-12超空泡魚雷結(jié)構(gòu)超空泡魚雷結(jié)構(gòu)1 空化器空化器2 通氣口通氣口3 導(dǎo)引系統(tǒng)導(dǎo)引系統(tǒng) 4 推進(jìn)及通氣系統(tǒng)

3、推進(jìn)及通氣系統(tǒng) 5 尾翼尾翼 2014 HIT13-13研究意義研究意義美國美國RAMICS機(jī)載超空泡射彈機(jī)載超空泡射彈 2014 HIT13-14研究意義研究意義 2014 HIT13-15研究意義研究意義美國美國RAMICS機(jī)載超空泡射彈機(jī)載超空泡射彈 2014 HIT13-16研究意義研究意義 利于穩(wěn)定飛行的尾翼利于穩(wěn)定飛行的尾翼 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) GAU-8 彈藥筒彈藥筒 接口兼容接口兼容 Mk44/Bushmaster II 30mm鏈炮鏈炮 彈丸質(zhì)量：彈丸質(zhì)量：0.55 lb (250 g) 彈丸長度：彈丸長度：7.5 inches (190.5 mm) 2014 HIT13-17研究意義

4、研究意義美國美國AHSUM水下超空泡射彈水下超空泡射彈 2014 HIT13-18研究意義研究意義美國美國AHSUM水下超空泡射彈試驗(yàn)方案水下超空泡射彈試驗(yàn)方案 2014 HIT13-19研究意義研究意義美國美國AHSUM水下超空泡射彈試驗(yàn)照片水下超空泡射彈試驗(yàn)照片 2014 HIT13-20研究意義研究意義德國德國“棱魚棱魚” 超空泡導(dǎo)彈超空泡導(dǎo)彈 2014 HIT13-21研究意義研究意義德國德國“棱魚棱魚” 超空泡導(dǎo)彈超空泡導(dǎo)彈 2014 HIT13-22研究意義研究意義德國德國“棱魚棱魚” 超空泡導(dǎo)彈超空泡導(dǎo)彈 2014 HIT13-23研究意義研究意義l 超空泡導(dǎo)彈超空泡導(dǎo)彈l 超空

5、泡水雷超空泡水雷l 超空泡運(yùn)輸艇超空泡運(yùn)輸艇l 超空泡潛艇超空泡潛艇l 潛射超空泡武器潛射超空泡武器l 超空泡武器的未來發(fā)展超空泡武器的未來發(fā)展 2014 HIT13-24空化器設(shè)計空化器設(shè)計 2014 HIT13-25空化器設(shè)計空化器設(shè)計)( 10 xnccDD1ln)1 (10 xnccDL圓盤空化器圓盤空化器 2014 HIT13-26通氣超空泡的生成與控制通氣超空泡的生成與控制l 通氣的作用：形成空泡、維持空泡通氣的作用：形成空泡、維持空泡l 通氣系統(tǒng)的組成通氣系統(tǒng)的組成l 通氣規(guī)律的研究通氣規(guī)律的研究2nDVQQ227. 043FrQgg 2014 HIT13-27通氣超空泡的生成與

6、控制通氣超空泡的生成與控制 2014 HIT13-28通氣超空泡的生成與控制通氣超空泡的生成與控制通氣角度的影響：通氣角度的影響： 2014 HIT13-29通氣超空泡的生成與控制通氣超空泡的生成與控制V = 8.9 m/s重力的影響：重力的影響： 2014 HIT13-30通氣超空泡的生成與控制通氣超空泡的生成與控制通氣超空泡的形態(tài)：通氣超空泡的形態(tài)： 2014 HIT13-31空泡穩(wěn)定性與控制技術(shù)空泡穩(wěn)定性與控制技術(shù)l 通氣不穩(wěn)定性通氣不穩(wěn)定性l 自由剪切層不穩(wěn)定性自由剪切層不穩(wěn)定性l 氣泡振蕩氣泡振蕩 2014 HIT13-32空泡穩(wěn)定性與控制技術(shù)空泡穩(wěn)定性與控制技術(shù)通氣不穩(wěn)定性通氣不穩(wěn)

7、定性主要與通氣率和自然空化數(shù)有主要與通氣率和自然空化數(shù)有關(guān)，關(guān)，Parishev等應(yīng)用線形穩(wěn)定性理論對軸對等應(yīng)用線形穩(wěn)定性理論對軸對稱空泡進(jìn)行了研究，認(rèn)為通氣超空泡的主要稱空泡進(jìn)行了研究，認(rèn)為通氣超空泡的主要動力學(xué)特性取決于無量綱參數(shù)動力學(xué)特性取決于無量綱參數(shù) gv645. 21 2014 HIT13-33空泡穩(wěn)定性與控制技術(shù)空泡穩(wěn)定性與控制技術(shù)自由剪切層的不穩(wěn)定性自由剪切層的不穩(wěn)定性在兩種互不滲透液體在兩種互不滲透液體通過一個界面進(jìn)行接觸時發(fā)生，當(dāng)兩種介質(zhì)通過一個界面進(jìn)行接觸時發(fā)生，當(dāng)兩種介質(zhì)在界面處的相對速度較大時更為明顯。應(yīng)用在界面處的相對速度較大時更為明顯。應(yīng)用線性穩(wěn)定性理論得到自由剪

8、切層穩(wěn)定性要求線性穩(wěn)定性理論得到自由剪切層穩(wěn)定性要求如下如下smuugaswater/6 . 6 2014 HIT13-34空泡穩(wěn)定性與控制技術(shù)空泡穩(wěn)定性與控制技術(shù)氣泡振蕩不穩(wěn)定性氣泡振蕩不穩(wěn)定性是由于環(huán)境壓力的波動而是由于環(huán)境壓力的波動而引起的。引起的。Parishev運(yùn)用運(yùn)用Logvinovich獨(dú)立性原獨(dú)立性原理將空泡界面描述為一系列獨(dú)立的界面。得理將空泡界面描述為一系列獨(dú)立的界面。得到遲滯量與歐拉數(shù)、空泡數(shù)和空泡內(nèi)氣體的到遲滯量與歐拉數(shù)、空泡數(shù)和空泡內(nèi)氣體的絕熱指數(shù)之間的函數(shù)表達(dá)式絕熱指數(shù)之間的函數(shù)表達(dá)式1120Eu200 2014 HIT13-35帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)帶空泡航行體

9、的穩(wěn)定性技術(shù)l 浮力缺失浮力缺失l 升力集中于空化器和尾舵升力集中于空化器和尾舵l 尾部滑行力或尾拍力的存在尾部滑行力或尾拍力的存在 2014 HIT13-36帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù) 2014 HIT13-37帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)超空泡內(nèi)彈體處于平衡位置超空泡內(nèi)彈體處于平衡位置超空泡內(nèi)彈體尾部上擺超空泡內(nèi)彈體尾部上擺超空泡內(nèi)彈體尾部下擺超空泡內(nèi)彈體尾部下擺 2014 HIT13-38帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)超空泡射彈入水過程超空泡射彈入水過程 2014 HIT13-39帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)

10、超空泡射彈結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài)超空泡射彈結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài) 2014 HIT13-40帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù) 主動控制主動控制是首先對航行體的姿態(tài)進(jìn)行實(shí)是首先對航行體的姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，再利用主動調(diào)控設(shè)施（調(diào)整噴氣量時監(jiān)控，再利用主動調(diào)控設(shè)施（調(diào)整噴氣量和噴射方向，調(diào)整空化器攻角等等）產(chǎn)生反和噴射方向，調(diào)整空化器攻角等等）產(chǎn)生反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 2014 HIT13-41帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù)帶空泡航行體的穩(wěn)定性技術(shù) 被動控制被動控制指的是依賴航行體設(shè)計階段進(jìn)指的是依賴航行體設(shè)計階段進(jìn)行的適當(dāng)?shù)牧黧w動力布局及若干非人工控制行的適當(dāng)?shù)牧黧w動力布局及若干非人工控制

11、的穩(wěn)定措施來保證運(yùn)動穩(wěn)定性的控制方法，的穩(wěn)定措施來保證運(yùn)動穩(wěn)定性的控制方法，如空化器、模型彈身及尾翼等的形態(tài)及流體如空化器、模型彈身及尾翼等的形態(tài)及流體動力的設(shè)計。動力的設(shè)計。 2014 HIT13-42超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展l 烏克蘭烏克蘭/俄羅斯俄羅斯l 美國美國l 德國德國l 國內(nèi)國內(nèi) 2014 HIT13-43超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 俄羅斯和烏克蘭俄羅斯和烏克蘭的超空泡研究工作實(shí)的超空泡研究工作實(shí)為一體，多數(shù)超空泡試驗(yàn)都在烏克蘭進(jìn)行為一體，多數(shù)超空泡試驗(yàn)都在烏克蘭進(jìn)行。俄羅斯莫斯科大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系流體力學(xué)。俄羅斯莫斯科大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系流體力學(xué)教研

12、室、莫斯科大學(xué)力學(xué)研究所以及中央教研室、莫斯科大學(xué)力學(xué)研究所以及中央空氣、水動力學(xué)研究院、烏克蘭科學(xué)院流空氣、水動力學(xué)研究院、烏克蘭科學(xué)院流體力學(xué)研究所等部門開展了超空泡問題的體力學(xué)研究所等部門開展了超空泡問題的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)研究。 2014 HIT13-44超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 莫斯科大學(xué)的主要試驗(yàn)設(shè)備是大型高莫斯科大學(xué)的主要試驗(yàn)設(shè)備是大型高速水洞。烏克蘭科學(xué)院流體力學(xué)研究所具速水洞。烏克蘭科學(xué)院流體力學(xué)研究所具有多個大型超空泡試驗(yàn)設(shè)備，其中一個多有多個大型超空泡試驗(yàn)設(shè)備，其中一個多功能的水利試驗(yàn)臺，主要進(jìn)行小模型的約功能的水利試驗(yàn)臺，主要進(jìn)行小模型的約束模彈射或自推

13、力飛行試驗(yàn)；在束模彈射或自推力飛行試驗(yàn)；在1986年建年建成的高速開路型水洞，最大水流速度成的高速開路型水洞，最大水流速度32m/s，是其最主要的試驗(yàn)裝置。，是其最主要的試驗(yàn)裝置。 2014 HIT13-45超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 通過大量的試驗(yàn)，獲得了不同模型和通過大量的試驗(yàn)，獲得了不同模型和空化器下超空泡的形態(tài)、通氣及穩(wěn)定性規(guī)空化器下超空泡的形態(tài)、通氣及穩(wěn)定性規(guī)律，設(shè)計出一系列可以調(diào)節(jié)升力和阻力系律，設(shè)計出一系列可以調(diào)節(jié)升力和阻力系數(shù)值的不同類型的空化器；試驗(yàn)還得到了數(shù)值的不同類型的空化器；試驗(yàn)還得到了30140m/s下自然及通氣超空泡的試驗(yàn)數(shù)據(jù)下自然及通氣超空泡的試

14、驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過，并通過401300m/s速度下的高速射彈實(shí)速度下的高速射彈實(shí)驗(yàn)總結(jié)出軸對稱超空泡形態(tài)和尺寸的計算驗(yàn)總結(jié)出軸對稱超空泡形態(tài)和尺寸的計算公式等。公式等。 2014 HIT13-46超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 美國美國從從20世紀(jì)五十年代開始高速推進(jìn)世紀(jì)五十年代開始高速推進(jìn)器和水翼方面的超空泡研究，目前主要致器和水翼方面的超空泡研究，目前主要致力于發(fā)展超空泡高速射彈和超空泡魚雷兩力于發(fā)展超空泡高速射彈和超空泡魚雷兩類超空泡武器，其中機(jī)載快速滅雷系統(tǒng)（類超空泡武器，其中機(jī)載快速滅雷系統(tǒng)（RAMICS）已于）已于1995年研制成功，該系統(tǒng)年研制成功，該系統(tǒng)用用20mm的

15、超空泡射彈，可穿透水下的超空泡射彈，可穿透水下15m處處的水雷。的水雷。 2014 HIT13-47超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 美國水下武器作戰(zhàn)中心美國水下武器作戰(zhàn)中心進(jìn)行了系列的進(jìn)行了系列的通氣超空泡的流場特性試驗(yàn)研究。通氣超空泡的流場特性試驗(yàn)研究。試驗(yàn)以試驗(yàn)以水洞試驗(yàn)和約束飛行試驗(yàn)為主水洞試驗(yàn)和約束飛行試驗(yàn)為主，約束飛行，約束飛行試驗(yàn)在大型拖曳水池中進(jìn)行，拖曳水池長試驗(yàn)在大型拖曳水池中進(jìn)行，拖曳水池長878m、寬、寬7.3m、深、深3.7m，最大拖曳速度可，最大拖曳速度可達(dá)達(dá)21m/s。 2014 HIT13-48超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 ARL試驗(yàn)室

16、和賓州大學(xué)研制了超空泡射試驗(yàn)室和賓州大學(xué)研制了超空泡射彈模型，美國水下武器作戰(zhàn)中心研制開發(fā)彈模型，美國水下武器作戰(zhàn)中心研制開發(fā)了自由航行的高速水下武器系統(tǒng)為了測試了自由航行的高速水下武器系統(tǒng)為了測試AHSUM的性能，美國水下武器作戰(zhàn)中心在的性能，美國水下武器作戰(zhàn)中心在ARL實(shí)驗(yàn)室位于馬里蘭州阿伯丁市的特大實(shí)驗(yàn)室位于馬里蘭州阿伯丁市的特大試驗(yàn)水池中進(jìn)行了自由射擊試驗(yàn)。試驗(yàn)水池中進(jìn)行了自由射擊試驗(yàn)。 2014 HIT13-49超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 德國早在第二次世界大戰(zhàn)期間德國就德國早在第二次世界大戰(zhàn)期間德國就開始了超空泡的理論與實(shí)踐研究。為了完開始了超空泡的理論與實(shí)踐研究

17、。為了完成超空泡射彈和超空泡火箭武器的研制，成超空泡射彈和超空泡火箭武器的研制，啟用了兩個主要的試驗(yàn)場地啟用了兩個主要的試驗(yàn)場地。德國南方第德國南方第52技術(shù)中心的垂直水洞，水深技術(shù)中心的垂直水洞，水深60米，直徑米，直徑5米，可以研究空泡與深度的關(guān)系及氣體發(fā)米，可以研究空泡與深度的關(guān)系及氣體發(fā)生器的性能。生器的性能。 2014 HIT13-50超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 梅爾多夫水下試驗(yàn)靶場，試驗(yàn)場配有梅爾多夫水下試驗(yàn)靶場，試驗(yàn)場配有由磁探頭組成的傳感器場，可跟蹤水下火由磁探頭組成的傳感器場，可跟蹤水下火箭的彈道和速度；沿著試驗(yàn)場地設(shè)置著大箭的彈道和速度；沿著試驗(yàn)場地設(shè)置著

18、大量的普通電視攝像機(jī)，以觀察火箭排氣的量的普通電視攝像機(jī)，以觀察火箭排氣的軌跡。軌跡。 2014 HIT13-51超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展 國內(nèi)國內(nèi)從上世紀(jì)六、七年代開始了空化與從上世紀(jì)六、七年代開始了空化與空蝕問題的研究，當(dāng)時以研究水翼、螺旋槳空蝕問題的研究，當(dāng)時以研究水翼、螺旋槳等水下物體的空化噪聲和空蝕等為主。上世等水下物體的空化噪聲和空蝕等為主。上世紀(jì)八、九十年代，開始研究水下物體局部空紀(jì)八、九十年代，開始研究水下物體局部空泡的穩(wěn)定性和升、阻力特性，空泡對水下兵泡的穩(wěn)定性和升、阻力特性，空泡對水下兵器的水動力特性影響、帶空泡航行體的水下器的水動力特性影響、帶空泡航行

19、體的水下彈道以及出水沖擊等問題。彈道以及出水沖擊等問題。 2014 HIT13-52超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展超空泡技術(shù)試驗(yàn)研究進(jìn)展l 水洞試驗(yàn)水洞試驗(yàn)l 拖曳水池試驗(yàn)拖曳水池試驗(yàn)l 約束飛行試驗(yàn)約束飛行試驗(yàn)l 自由飛行試驗(yàn)自由飛行試驗(yàn) 2014 HIT13-53通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 主要試驗(yàn)設(shè)備及儀器主要試驗(yàn)設(shè)備及儀器 中速水洞中速水洞 數(shù)碼攝像系統(tǒng)數(shù)碼攝像系統(tǒng) 外置通氣系統(tǒng)外置通氣系統(tǒng) 流體動力測量系統(tǒng)流體動力測量系統(tǒng) 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)?zāi)Ｐ?2014 HIT13-54通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-55通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通

20、氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-56通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)氣氣 源源圖像記錄系統(tǒng)圖像記錄系統(tǒng) 水洞工作段水洞工作段實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屯饪刂葡到y(tǒng)通氣控制系統(tǒng)測力系統(tǒng)測力系統(tǒng)壓力傳感器壓力傳感器水洞收縮段水洞收縮段水洞擴(kuò)散段水洞擴(kuò)散段支路支路1 2014 HIT13-57通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)水洞實(shí)驗(yàn)的阻塞效應(yīng)：水洞實(shí)驗(yàn)的阻塞效應(yīng)：模型的阻塞比（模型的阻塞比（模型最大截面的面積與水洞工作段截面模型最大截面的面積與水洞工作段截面的面積之比的面積之比)若過大，水洞邊界會對試驗(yàn)若過大，水洞邊界會對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。形成超空泡相當(dāng)于結(jié)果

21、產(chǎn)生較大影響。形成超空泡相當(dāng)于增大了模型最大截面的面積，對于水洞增大了模型最大截面的面積，對于水洞模型直徑要求更高。模型直徑要求更高。 2014 HIT13-58通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)水洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ停核丛囼?yàn)?zāi)Ｐ停?2014 HIT13-59通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)水洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹畏绞剑核丛囼?yàn)?zāi)Ｐ偷闹畏绞剑簂 尾支撐尾支撐l 前支撐前支撐l 腹支撐腹支撐 2014 HIT13-60通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-61通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-62通氣超空泡

22、特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-63通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 采用不同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎貌煌瑢?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?調(diào)節(jié)流場參數(shù)和通氣參數(shù)調(diào)節(jié)流場參數(shù)和通氣參數(shù) 觀測超空泡形態(tài)發(fā)展過程觀測超空泡形態(tài)發(fā)展過程 測量超空泡航行體模型受力測量超空泡航行體模型受力 2014 HIT13-64通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-65通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-66通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 通氣空泡的形成過程通氣空泡的形成過程 2014 HIT13

23、-67通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 空化器直徑對通氣超空泡形態(tài)的影響空化器直徑對通氣超空泡形態(tài)的影響0.40.81.21.62.00.51.01.52.02.53.0 Dn=14mm Dn=12mm Dn=10mmDc / DQ (m3/h) 2014 HIT13-68通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 空化器直徑對通氣超空泡形態(tài)的影響空化器直徑對通氣超空泡形態(tài)的影響0.40.81.21.62.00.00.51.01.52.0 Dn=14mm Dn=12mm Dn=10mmLc / LQ (m3/h) 2014 HIT13-69通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣

24、超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 空化器直徑對通氣超空泡形態(tài)的影響空化器直徑對通氣超空泡形態(tài)的影響0.30.60.91.21.51.82Q (m3/h) Dn=14mm Dn=12mm Dn=10mm 2014 HIT13-70通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)0.00.40.81.21.62.00.60.91.21.51.82.1 120o 圓錐空化器 平頭倒角空化器Dc / DQ (m3/h)l 空化器線形對通氣超空泡形態(tài)的影響空化器線形對通氣超空泡形態(tài)的影響 2014 HIT13-71通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 空化器線形對通氣超空泡

25、形態(tài)的影響空化器線形對通氣超空泡形態(tài)的影響0.00.40.81.21.62.00.00.30.60.91.21.5 120o 圓錐空化器 平頭倒角空化器Lc / LQ (m3/h) 2014 HIT13-72通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 空化器線形對通氣超空泡形態(tài)的影響空化器線形對通氣超空泡形態(tài)的影響0.00.40.81.21.62.02.424681012 120o 圓錐空化器 平頭倒角空化器Q (m3/h) 2014 HIT13-73通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 空化器錐角對通氣超空泡形態(tài)的影響空化器錐角對通氣超空泡形態(tài)的影響 /hm3 . 03

26、Q/hm2 . 53Q/hm5 . 03Q/hm3 . 53Q 2014 HIT13-74通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 弗勞德數(shù)對通氣超空泡形態(tài)的影響弗勞德數(shù)對通氣超空泡形態(tài)的影響 2014 HIT13-75通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 弗勞德數(shù)對通氣超空泡形態(tài)的影響弗勞德數(shù)對通氣超空泡形態(tài)的影響0.00.20.40.60.81.0152025303540LcQ 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 擬合曲線42.20Fr 2014 HIT13-76通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 弗勞德數(shù)對通氣超空泡形態(tài)的影響弗勞德數(shù)對通氣超空泡形態(tài)的影響)2 .539 .

27、 205. 0()5 .2202 .268 . 0(22FrFrQFrFrLcBQALcFrAB20.4222.9218.1129.16150.6712.1134.99291.2423.2543.74625.6731.75 2014 HIT13-77 壓差阻力壓差阻力 粘性阻力粘性阻力通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 通氣超空泡的阻力特性通氣超空泡的阻力特性AVFCd221 2014 HIT13-78 Ft (s)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-79Ft通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn) 2014 HIT13-80通氣超空

28、泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 空泡長度對阻力系數(shù)的影響空泡長度對阻力系數(shù)的影響-0.20.00.20.40.60.81.01.21.41.60.150.200.250.300.350.400.450.50CdLc Fr=20.42 Fr=34.99 2014 HIT13-81通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)l 空化器直徑對阻力系數(shù)的影響空化器直徑對阻力系數(shù)的影響0.00.51.01.52.02.53.03.54.00.200.240.280.320.360.400.44CdQ (m3/h) Dn=14mm Dn=10mm42.20Fr 2014 HIT13-82通

29、氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)通氣超空泡特性的水洞試驗(yàn)0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.50.160.200.240.280.320.360.40CdQ (m3/h) Dn=14mm Dn=10mm75.29Frl 空化器直徑對阻力系數(shù)的影響空化器直徑對阻力系數(shù)的影響 2014 HIT13-83 輕氣炮輕氣炮 數(shù)碼攝像系統(tǒng)數(shù)碼攝像系統(tǒng) 水糟水糟 射彈模型射彈模型自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)l 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及模型實(shí)驗(yàn)設(shè)備及模型 2014 HIT13-84自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn) 2014 HIT13-85自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特

30、性的射彈試驗(yàn)l 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容內(nèi)容 調(diào)節(jié)射彈速度調(diào)節(jié)射彈速度 觀測自然超空泡形態(tài)觀測自然超空泡形態(tài) 2014 HIT13-86自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn) 2014 HIT13-87自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn) 2014 HIT13-88自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)l 形態(tài)參數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律形態(tài)參數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律 2014 HIT13-890.00.10.20.30.40.52.53.03.54.04.55.05.5Dc 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 擬合曲線096049646982./.eDc自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)l 形

31、態(tài)參數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律形態(tài)參數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律 2014 HIT13-900.00.10.20.30.40.501020304050Lc 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 擬合曲線0730253824526./.eLc自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)l 形態(tài)參數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律形態(tài)參數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律 2014 HIT13-910.00.10.20.30.40.50246810 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 擬合曲線1590011102321./.e自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)l 形態(tài)參數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律形態(tài)參數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律 2014 HIT13-92l 自然超空泡的輪廓曲線自然超空泡

32、的輪廓曲線22)85. 0(0126. 0)85. 0(0044. 0016. 1)(xxxR自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn) 2014 HIT13-93l 與經(jīng)驗(yàn)公式的對比與經(jīng)驗(yàn)公式的對比0.040.080.120.160.2023456Dc 本文 Logvinovich Savchenko Reichardt自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn) 2014 HIT13-940.040.080.120.160.20020406080100Lc 本文 Logvinovich Savchenko Reichardt自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)自然超空泡特性的射彈試驗(yàn)l 與經(jīng)

33、驗(yàn)公式的對比與經(jīng)驗(yàn)公式的對比 2014 HIT13-95水池拖曳試驗(yàn)水池拖曳試驗(yàn) 2014 HIT13-96水池拖曳試驗(yàn)水池拖曳試驗(yàn) 2014 HIT13-97水池拖曳試驗(yàn)水池拖曳試驗(yàn) 2014 HIT13-98水池拖曳試驗(yàn)水池拖曳試驗(yàn) 2014 HIT13-99約束飛行試驗(yàn)約束飛行試驗(yàn) 2014 HIT13-100超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展 空泡模型空泡模型 湍流模型湍流模型 數(shù)值求解方法數(shù)值求解方法 2014 HIT13-101l 空泡模型的研究現(xiàn)狀空泡模型的研究現(xiàn)狀 兩流體模型：界面已知兩流體模型：界面已知 單流體模型：求解界面單流體模型：求解界面 基于狀態(tài)方程

34、基于狀態(tài)方程 基于基于R-P 方程方程 基于輸運(yùn)方程基于輸運(yùn)方程超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展 2014 HIT13-102超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于狀態(tài)狀態(tài)方程方程Tpf,混合物液相汽相p2vpvppp2 2014 HIT13-103超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于狀態(tài)狀態(tài)方程方程ppppppppppppppvlvvvvvv )2sin( Delannoy和Kueny 2014 HIT13-104超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模

35、型 基于基于狀態(tài)狀態(tài)方程方程ppppppppppCDtDpppvlvvvvv Chen和Heister 2014 HIT13-105超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于狀態(tài)狀態(tài)方程方程Shin等人pppTTKpppppppRTpTTKpppppRTpvrefreflvvvrefrefvvv 1 2014 HIT13-106超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于狀態(tài)狀態(tài)方程方程Coutier等人ppppppppppppcppppBpvmrefreflvvvv 1 002 2014 HIT13-107超空泡技

36、術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于狀態(tài)狀態(tài)方程方程Song和HepppcpppppppApppBpvvviiiv 1 250 2014 HIT13-108超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于狀態(tài)狀態(tài)方程方程 當(dāng)流動中存在顯著的溫度變化時，必當(dāng)流動中存在顯著的溫度變化時，必須考慮溫度對密度的影響。因此須考慮溫度對密度的影響。因此Edwards等人和等人和Ventikos等人均采用求解能量方程等人均采用求解能量方程和方法獲得溫度分布，然后分別采用求解和方法獲得溫度分布，然后分別采用求解Sanchez-Lacomb

37、e狀態(tài)方程和查水狀態(tài)方程和查水-水蒸汽水蒸汽表的方法計算混合物的密度場。表的方法計算混合物的密度場。 2014 HIT13-109超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于R-P方程方程22223dtdRdtRdRpplvnRv334lvvv1lvvv1 2014 HIT13-110超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于輸運(yùn)輸運(yùn)方程方程mmxutjjllll)(mmxutjjvvvv 2014 HIT13-111超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于輸運(yùn)輸運(yùn)方程方程t

38、VppCmlvlldest 5 . 00 ,min2tVppCmlvllprod 5 . 00 ,max12Merkle模型模型 2014 HIT13-112超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于輸運(yùn)輸運(yùn)方程方程Kunz模型模型tVppCmlvlldest 5 . 00 ,min2tCmlllprod12 2014 HIT13-113超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于輸運(yùn)輸運(yùn)方程方程Senocak模型模型tVVppmvlnlnvvvlll20,mintVVppmvlnlnvvll201,max 2014

39、 HIT13-114超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于輸運(yùn)輸運(yùn)方程方程 （考慮非凝結(jié)氣影響）（考慮非凝結(jié)氣影響）)mmxutljjll(1)(1mmxutvjjvv0jjggxut 2014 HIT13-115超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于輸運(yùn)輸運(yùn)方程方程 Kunz模型模型（考慮非凝結(jié)氣影響）（考慮非凝結(jié)氣影響）)mmxutljjll(1)(1mmxutvjjvv0jjggxut 2014 HIT13-116超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展超空泡技術(shù)數(shù)值模擬研究進(jìn)展l 空泡模型空泡模型 基于基于輸運(yùn)輸運(yùn)方程方程 Kunz模型模型（考慮非凝結(jié)氣影響）（考慮非凝結(jié)氣影響）)tU(p,pCmlvlvd