轴线间距对圆柱体低速并联入水空泡演化影响试验研究

为分析圆柱体并联入水过程中入水空泡间相互干扰对于空泡演化特性影响规律,采用基于高速摄像的方法,开展两圆柱体同步并联入水试验研究。通过圆柱体单独入水和双圆柱体并联入水试验对比,分析了圆柱体同步并联入水空泡演化特性与单独入水空泡演化特性的差异,揭示了同步并联入水双空泡演化机理,并进一步给出了入水空泡随轴线间距的变化特性。试验结果表明:并联入水过程中,双空泡形态在空间上呈现出了较好的镜面对称特征;对于深闭合入水空泡,随着两圆柱体轴线间距的增大,空泡在两圆柱体轴线内侧区域的发展程度逐渐提升,且水深较浅处的发展程度提升幅度大于较深处;对于表面闭合入水空泡,随着两圆柱体轴线间距增大,内测区域空泡逐渐趋于饱满,云化现象也逐渐减弱。     

不同头型射弹低速倾斜入水空泡及弹道特性试验研究

为研究射弹头型对低速倾斜入水空泡及弹道特性的影响,基于高速摄像方法,开展不同头型射弹低速倾斜入水对比试验,得到了射弹头型对入水空泡、运动速度、俯仰角和阻力系数的影响规律。试验结果表明：同一入水时刻,空泡直径随着头部锥角增加而增大,半球头型射弹入水空泡直径小于锥角头型射弹;锥角头型射弹速度衰减速率随着锥角增加而增大,半球头型射弹速度衰减率小于锥角头型射弹;入水过程中半球头型射弹俯仰角变化最为剧烈,弹道稳定性也较差;不同头型射弹在入水过程中运动参数呈现出较强的非线性特性。     

回转体齐射出水过程空泡演化规律与弹道特性实验研究

为研究齐射出水过程中回转体间的相互干扰,基于高速摄像技术对小型回转体齐射出水过程开展实验研究。利用图像处理技术对采集图像序列中的回转体和空泡轮廓进行识别提取,并通过对比单发回转体和双发回转体在有无艇速下的弹道特性,分析齐射过程回转体间的流体动力干扰和艇速对其影响。实验结果表明：在回转体无艇速2发齐射出水过程中,首发回转体形成的低压区使次发回转体的内侧空泡发展较大,次发回转体的运动轨迹发生向首发回转体方向偏转;当存在艇速时,回转体空泡演化规律和弹道特性发生改变,在迎流侧高压和水流冲刷作用下,空泡均向背流侧发展较大,首发回转体发生沿流向偏转,次发回转体处于首发回转体的尾流场中,其姿态和轨迹仍存在向首发回转体方向偏转,但由于艇速作用使偏转幅度相对较小。     

三一旋挖钻机工法讲座(6)——大直径深孔桩水上施工的工法探索

随着重大基础设施建设的不断发展,需要跨越江河湖泊以至海洋的水上施工项目也越来越多。在桩基础施工项目中,以往采用循环钻机或者冲抓钻机等其他形式进行水面施工的案例比较多,但是利用旋     

侧滑角对超空泡航行体转弯运动沾湿区域的影响

为了提高通气超空泡航行体在转弯运动过程中空泡和航行体的运动一致性,基于有限体积法和VOF多相流模型,采用动态网格技术对航行体转弯运动的空泡形态特性进行了非定常数值模拟研究。通过对航行体沾湿区域的分析,揭示了沾湿区域形成的原因,利用空化器对空泡轴线的定向效应,提出了合理改变侧滑角减缓沾湿区域出现的具体方法。通过分析侧滑角和侧滑角速度对航行体沾湿区域的影响,提出了超空泡航行体转弯运动过程中,在给定偏航角条件下避免出现沾湿区域的侧滑角和侧滑角速度的适用范围,为进一步研究超空泡航行体机动运动问题提供参考。     

三一旋挖钻机工法讲堂（五） 旋挖钻机在大直径深孔桩水上施工的工法探索

随着重大基础设施建设的不断发展,跨越江河湖泊以至海洋的水上施工项目也越来越多。在桩基础施工项目中,采用循环钻机或者冲抓钻机等形式进行水面施工的案例已经很多,但是采用旋挖钻机进行水面钻孔作业却鲜见报道。     

水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究

为研究水下航行体俯仰运动过程中微气泡流形态及减阻特性的变化规律,利用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。试验过程中,基于自主设计的驱动装置,实现航行体绕其头部按正弦规律作俯仰运动。研究结果表明：当体积流量系数较小时,水下航行体运动过程中离散的微气泡始终均匀分布在航行体表面;水下航行体俯仰运动过程中,轴向力系数、法向力系数、阻力系数和升力系数的变化规律类似,均呈正弦变化规律,且其变化周期与攻角变化周期基本同步;对于不同体积流量系数下俯仰运动的航行体,随着攻角的增加,其阻力系数均呈近似线性增加规律,减阻率呈逐渐线性减小规律。     

水下航行体俯仰运动微气泡流形态及减阻特性试验研究

为研究水下航行体俯仰运动过程中,微气泡流形态及减阻特性的变化规律,采用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,在水洞中开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。基于该驱动装置,实现了航行体模型以正弦变化规律的角速度绕其头部转动;基于高速摄像系统,分析了微气泡流形态变化特性;基于测力系统,分析了俯仰运动过程中水下航行体流体动力特性及不同通气量下微气泡减阻特性变化规律。试验结果表明：较低通气量下,在水下航行体俯仰运动过程中,离散的微气泡始终均匀分布在航行体表面;随着通气量的增加,微气泡流密度逐渐增加,透明度逐渐降低,并最终融合成透明空泡;航行体俯仰运动过程中,其航行体轴向力系数和法向力系数基本呈正弦变化规律,且其周期与攻角变化周期基本同步;不同通气量下航行体轴向力系数的变化规律基本相同,均呈正弦变化规律,且随着通气量的增加,相同姿态下的航行体轴向力系数逐渐减低,并最终趋于恒定。     

航行体沾湿区域对空泡尾流结构的影响

为研究航行体沾湿区域对通气超空泡尾流结构的影响,利用计算流体力学方法对超空泡航行体改变攻角过程中沾湿区域和空泡尾部涡量的非定常变化进行数值模拟。通过分析空泡尾部流场压力及涡量的变化,揭示了空泡尾部不同流动结构的转变机理。结果表明：在低弗劳德数条件下,空泡尾部双涡管的上下方存在高压区,受环境压力差的影响,下方压力大于上方,空泡双涡管之间的流动方向向上,形成一对中心上卷的双涡;随着航行体攻角的不断增大,沾湿区域使空泡形成了三涡管尾流结构,涡管下方高压区的压力比上方低,空泡下方双涡管之间的流动方向向下,形成一对中心下卷的双涡;空泡尾部双涡管到三涡管过渡过程中,空泡尾部上下方的压力及流速大小发生交替改变,从而形成了四涡管尾流结构。     

旋挖钻机在大直径深孔桩水上施工的工法探索

随着重大基础设施建设的不断发展,跨越江河湖泊以至海洋的水上施工项目也越来越多.在桩基础施工项目中,采用循环钻机或者冲抓钻机等形式进行水面施工的案例已经很多,但是采用旋挖钻机进行水面钻孔作业却鲜见报道.其主要原因在于,这种水上施工项目中的桩基础设计形式多数都是大直径、深孔桩,旋挖钻机在进行该类桩的施工时,要面临钻机扭矩、钻杆规格、钻具形式以及钻孔护壁等各种因素的限制和考验,因此目前国内采用旋挖钻机进行大直径深孔桩水上施工的案例尚不多见.