水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力预示方法研究

水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力准确预示是航行体轴向速度设计的重要依据。该文基于对尾空泡形态发展演变的基本规律的认识,结合空泡独立膨胀原理和Rayleigh-Plesset方程,建立了尾空泡非定常发展数学模型,形成了尾空泡形态和压力的理论预示方法,并通过与试验数据的比对,验证了方法的合理性和可用性。此外,还研究了航行体出筒速度、阻力系数、尾空泡初始压力和燃气指数等影响要素对尾空泡压力和形态的影响。     

水下航行体流体阻尼力系数的CFD计算研究

水下航行体流体阻尼力关系到弹道的稳定性和操纵性,当航行体以较大角速度机动时阻尼力更是不可忽略,因此准确预示航行体流体阻尼力具有重要意义.以计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法为基础,结合动网格和动坐标系技术,进行基于雷诺平均 N-S 方程的阻尼力计算方法研究,发展针对水下航行体附加力系数和俯仰阻尼力矩系数的数值计算方法,通过与试验数据对比表明,该方法具有较好精度,在此基础上分析了空化现象对流体阻尼力系数的影响.     

大水深垂直发射航行器水弹道稳定性分析

为使航行器在水下运动姿态及轨迹不偏离理论弹道,对大水深自浮式垂直发射航行器弹道稳定性进行研究。结合水下发射航行器运动稳定性理论分析方法,对其进行稳定性数值仿真分析,针对浮力项在航行器自浮式垂直发射过程中对弹道稳定性所起的作用,研究航行器浮心位置对水弹道稳定性的影响。结果表明：对于静不稳定的航行器,浮心位置设计必须在质心前,并满足浮力矩可以抵抗定常流体力矩干扰才能满足航行器的稳定性要求。该研究为航行器流体结构布局设计和水弹道稳定性设计奠定了基础。     

航行体出水俯仰双态特征研究

水下航行体垂直发射水弹道参数设计是水下发射技术研究的重要内容。在试验研究中发现,水下垂直发射时出水过程水弹道会出现俯仰双态特征,为了分析出水姿态变化规律,基于水下垂直发射水弹道理论模型并结合试验结果,对造成出水俯仰双态特征的机理进行了分析,获得了造成出水俯仰双态的原因及影响规律,为水弹道规律研究和参数设计奠定了基础。     

回转体垂直入水过程数值模拟

针对回转体垂直入水流体动力问题,基于RANS方程、VOF多相流模型和动网格技术进行数值模拟分析,通过试验结果对数值计算模型进行验证,获得垂直入水过程中自由液面及物体表面附着空气泡的发展演化过程,研究回转体不同入水速度对流体动力分布特性的影响,为工程设计提供借鉴与参考。