射弹跨声速入水初期阶段多相流场特性数值研究

摘要

为研究射弹跨声速入水初期阶段的多相流场特性,在考虑气、汽、液三相流体可压缩性的情况下对入水过程进行数值模拟.其中水的状态方程采用温度修正的Tait方程,空气与水蒸汽则认为是理想气体.将计算得到的阻力系数及空泡形态与试验及理论公式进行对比,验证数值方法的正确性.基于该方法对入水初期流场发展、流体可压缩性的影响以及入水高度的影响进行分析.结果 表明:射弹以跨声速运动时会在头部产生弓形激波,随着入水的深入激波斜角逐渐减小;当射弹运动至原本未扰动的自由液面高度时,并未接触到水面而是使自由液面产生了凹陷;当入水高度较小时,入水撞击阶段发生较晚且入水拍击压力较大,当入水高度大于10 mm时入水高度对流场结构的影响很小.