超空泡航行体高速入水空泡与载荷特性数值分析

摘要

超空泡航行体高速入水过程中的空泡特性与载荷特性对其航行高速性与安全性十分重要,为获得入水角度与速度对超空泡航行体空泡和载荷特性的影响,建立了基于VOF模型的超空泡航行体高速入水数值模型,并通过实验验证了模型的准确性。通过仿真对比了不同角度和速度下超空泡航行体入水的空泡演变过程、空泡尺寸、冲击载荷变化、航行体表面压力分布,结果表明:随着入水速度增大,空泡闭合位置的深度增大,空泡尺寸增大,轴向载荷峰值增大,航行体表面压力增大;随着入水角度增大,空泡闭合时间不变,空泡尺寸减小,轴向载荷峰值增大,压力分布不对称性减弱。空化器迎流面压力沿着半径向圆心方向增大,但斜入水时的不对称现象减弱。