波浪对航行体高速入水载荷特性影响

波浪条件下航行体高速入水的载荷特性是影响该类航行体总体方案及结构设计的关键因素.采用流体体积多相流模型和动网格技术建立高速入水数值模拟方法,通过试验验证计算方法的准确性和适用性,并分析入水角度和波浪参数等因素对高速入水轴向载荷的影响规律.结果表明:轴向冲击力系数峰值随着入水角度增大而增大,且与入水角的正切函数值呈线性关...     

细长杆异型截面弹芯的运动方程组

异型截面弹芯由于其弹体长径比大和飞行速度高，在空中的柔性变形已不可忽略。为此，文中建立了异型截面弹芯柔性变形时弹轴运动的微分方程，以便分析柔性变形对杆式弹飞行性能的影响，特别是对异型截面弹芯的运动稳定性的影响。     

辅助支撑系统对细长体结构振动响应分布影响的研究

针对细长体结构,在采用辅助支撑系统及不采用辅助支撑系统情况下,应用有限元方法,分别进行了随机振动响应计算,并对比了两种情况下结构响应的差别,分析了辅助支撑系统对结构振动响应分布的影响。     

细长体自旋与锥动耦合运动作用下的流动结构研究

利用刚性网格运动技术和计算流体力学数值模拟相结合的方法,分析了带鸭舵细长体锥形运动和自转运动耦合作用下的空气动力学特性。研究了带鸭舵细长体耦合运动下的气动力系数随旋转角变化情况,对相同转速、不同攻角下的鸭舵诱导涡系结构和尾翼流场结构进行了对比分析。研究结果表明：耦合运动状态下,细长体的流场结构兼顾锥形运动和自转运动的特点,但又互相干扰、相互融合,涡系发展情况更为复杂,气动力曲线呈现周期性且有规律的振荡;攻角的增加将加剧涡系结构的破坏程度,并改变尾翼附近环状压力等值线的分布形状。     

细长体射弹高速水平入水研究

为研究射弹在水中航行的弹道特性,对细长体射弹高速水平入水进行了实验,并利用高速摄像机进行了自动同步拍摄,研究了超空泡的形成和发展过程,以及水箱底部2处位置在水下压力波影响下的压力变化趋势; 基于动网格技术模拟了射弹在水中的航行过程,获得了射弹质心的位移、速度、加速度、射弹的偏转角度等物理量的变化规律,通过对航行过程中空化现象的详细分析得到了射弹空化发生的部位。结果表明:由于受水压力波影响,射弹周围水域压力会出现突跃; 射弹航行过程中先在弹肩部位发生空化; 射弹航行过程中尾部在空泡内发生偏移以保证航行的稳定性。     

细长体非对称涡流动及侧向力分析研究

通过对三维Navier-Stokes方程的求解．模拟低雷诺数下细长体大迎角非对称涡流动，来分析大迎角细长体非对称背风涡的结构及影响大迎角细长体侧向力变化的流场因素。结果表明，截面侧向力沿轴向呈正弦规律变化．影响侧向力的主要因素有细长体两侧边界层的绕流特征、分离涡强度不等及两侧边界层的转捩不对称。     

基于细长体理论的超空泡外形估算

在工程应用中,寻找一种快速简单而行之有效的方法,来对空泡数和空泡外形之间的关系进行描述是非常重要的.文中在势流假设基础上,采用细长体理论和摄动理论简化求解其基本方程,详细推导了空泡外形与空泡数及空化器特征参数之间的近似表达式,并给出了算例.算例表明,在小空泡数下文中的计算结果与Waid和Reichrdt经验公式计算结果吻合良好.文中同时给出了在不同空化数下应用近似表达式产生的相对误差.     

细长体大攻角非对称涡流的数值研究

运用数值方法模拟了细长体在不同攻角条件下亚音速绕流的背涡结构,探讨了非对称涡流的气动力特性.研究结果表明,在超临界Re数范围内,细长体大攻角绕流的非对称性是沿轴向逐步发展的,背涡结构交替形成、飘起和脱落,并诱导出呈减幅正弦形式分布的截面侧向力.由细长体两侧分离速度不等引起的当地分离涡强度不等是产生截面侧向力的主要因素.随着攻角的增大,流场非对称性越来越显著,侧向力逐渐增大;流场非对称性以及细长体尾部附近类卡门涡街形式的非定常流动都逐渐向前体聚拢.     

波浪相位对航行体出水过程水动力特性的影响

为了探索波浪与空泡共同作用对潜射航行体出水过程力学特性的影响规律,采用数值方法对不同波浪相位出水条件下航行体水动力与近水面空泡几何特性发展的物理机制进行了研究,获得了相关的流场数据。研究结果表明：出水波浪相位的差异导致近水面流体质点剪切运动的强弱与方向是导致航行体肩空泡空间不对称结构的一个重要因素;出水过程肩部空泡的不对称分布构筑了航行体迎背水面力学载荷的显著差异,从而导致实际发射过程航行体出水姿态的变化,并影响打击目标的精度。     

数值波浪水池中两栖武器摇荡运动研究

波浪扰动是影响两栖武器水上性能的重要因素,为了研究波浪对两栖武器水上摇荡运动的影响,建立数值波浪水池中两栖武器计算模型,结合VOF法、动网格技术对两栖武器进行摇荡运动仿真计算。仿真计算了两栖武器自由横摇衰减运动,并与拖模试验结果进行比较,结果吻合较好。针对不同波浪要素,对两栖武器进行横摇、横荡、垂荡运动分析。研究结果表明:随着波高的减小,横摇、横荡、垂荡运动响应减小;随着波长的减少,横摇、垂荡运动响应减小,波长对横荡运动影响较小。     

细长弹体横向超音速喷流数值模拟

采用AUSMDV迎风格式空间离散三维定常可压缩NS(Navier-Stokes)方程组,数值模拟了带有横向超音速喷流的尖拱弹体流动。分析了干扰流场涡结构、波系结构以及干扰流场对弹体气动特性的影响,给出了物面极限流线图谱。结果表明,喷流上游的高压区与下游的低压区产生附加的气动力,将物面压力分布与试验结果进行比较,二者具有较好的一致性。     

复杂干扰条件下灵巧航行体深度控制

使用泵喷射推进器推进在近水面运动的细长航行体时,将受到严重波浪力干扰及尾部水动力干扰,这对运动稳定性及深度控制精度具有显著影响.为抑制干扰,在建立深度通道动力学模型的基础上,设计了模糊控制器,应用模糊控制方法对深度控制系统进行校正.以使用泵喷射推进器推进在近水面运动的某细长航行体为控制对象,通过半实物仿真试验,对比了常规双环控制方法及该模糊控制方法,结果表明,模糊控制方法具有更高的控制精度,为使用泵喷射推进器推进的近水面灵巧航行体深度控制提供了一种可行的方法.     

绕空化器回转体非定常通气空化流动特性的实验研究

为了研究绕回转体通气空化流场特性,以带空化器回转体为研究对象,采用实验的方法运用全流场流动显示技术获得了不同条件下的空泡形态、流场结构。研究结果表明：在相同傅汝德数下,空泡形态随通气率的增大而增大,从最初的游离空泡发展成超空泡,在超空化阶段的显著特点是在主流区和超空化区之间存在着光滑而清晰的分界面,空泡的稳定性增强;在相同通气率下,空泡形态随傅汝德数的增大而减小,由于空泡界面的滑移速度增大,通入的定量气体来不及聚积成大的空泡而被高速来流带到流场的下游,使得泄气量加大;通气空化流场呈现非定常特性,其反向射流的推进速度随通气率的增大而增大。     

绕平头回转体空穴的发展及脱落特性研究

综合数值计算及实验技术研究了绕平头回转体的空穴发展及脱落特性。采用流动显示技术观察了绕平头回转体的空穴在不同空化数下的发展及脱落历程,并利用局部时均化湍流模型（PANS）进行了数值计算。研究结果表明：绕平头回转体空穴的发展过程和空泡的脱落细节均随空化数的不同而呈现出明显的差异;空化数较大时,空穴发展及脱落没有准周期性,空化数越小,空穴的发展周期越长,脱落空泡的尺度越小;绕平头回转体的空泡准周期性脱落过程主要包括空穴断裂与空泡脱落两个过程;空穴断裂的位置大约位于距回转体肩部0.3D（D为回转体直径）处,由于反向射流的作用使空穴的断裂呈U型涡状;在一定的空化条件下,绕平头回转体的空化由于断裂和融合两个过程的存在,将使空穴在发展过程中呈现更加稳定性的特征。     

密度跃层中潜航体激发内波的数字纹影实验研究

为了找到利用海洋内波场探潜的方法,研究了在三分层流环境中,运用数字纹影技术垂向观测潜航体在密度跃层航行所激发的内波场。实验中,弗劳德数Fr∈（0.6,4.0）,观测到潜航体激发的内波场呈“>”型类凯尔文波,开口方向与航行方向相反,波峰线略呈弧形,张角逐渐增大。实验结果表明：偏移航行线距离相同时,相邻波峰线之间的间隔,即拖曳方向波长λ_x与Fr呈正比;偏移航行线距离不同时,λ_x没有明显差异。为定量刻画“>”型内波场波峰线的弧形特征,着重在实验图像中央与边缘区域测量了波峰线的切线与航行线的航切角,测量结果表明：张角随着偏移航行线距离增大而增大;偏移航行线距离一定时,“>”型内波波峰线的张角随Fr增大而减小,顺下游方向张角随流向距离增大而减小。研究结果表明：数字纹影技术垂向观测是测量潜航体激发三维内波场目标特征的一种高效率和无干扰全场测量技术。     

回转体高速垂直入水冲击特性研究

回转体入水过程不仅影响其运动轨迹,而且将引起回转体壳结构以及内部元器件的动态响应。本文利用大型商用软件MSC.dytran数值模拟技术,对圆盘尖拱头型回转体最危险的入水状态,即垂直入水过程进行了数值仿真,得到了此回转体垂直入水的冲击特性,以及垂直入水初期的弹道特性、轨迹与入水超空泡。分析结果将对此回转体头部壳体强度设计、提高抗冲击性能、入水弹道设计以及水中布放位置研究都具有重要的参考价值。     

客车车身骨架CAD技术研究

该文在分析客车车身骨架的结构构成和车身骨架曲线、曲面生成技术的基础上，研究分析了车身骨架杆件曲面的生成技术，指出了一种有效地进行车身骨架计算机辅助设计的方法，并以YH6600客车车身骨架为例，为该方法进行了验证．