空化器舵角对超空泡航行体流动特性影响的数值研究

摘要

高速水中兵器在水下航行过程中的流体动力特性是型号研制和作战使用的重要依据.本文针对一水下航行体,采用数值模拟的手段计算了其在给定外部推力和变通气条件下的巡航过程,重点考察了-3°～3°范围内空化器舵角对空泡形态、水动力和水弹道的影响.计算结果表明:空化器舵角对空泡形态的影响不大.空化器舵角越大,垂向线速度、升力和俯仰力矩系数的变化趋势越平稳.在自然空化阶段,同一时刻,空化器舵角越大,阻力系数和升力系数越小而俯仰力矩系数反之.在巡航结束时刻,当空化器在-1°～1°的小舵角范围内,质心和俯仰角散布较为集中变化不大;而当舵角小于-1°或大于1°时,质心坐标及俯仰角则会发生显著变化.只要选择恰当的空化器舵角,可实现水下航行体的准定深巡航.