摘要：超空泡航行体的外形设计关乎其尾拍运动特性。为获得航行体的锥段结构对其尾拍运动特性的影响规律,采用动网格技术结合流体体积多相流模型、SST k-ω湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,对4种不同锥段结构的航行体尾拍运动特性开展数值模拟研究,分析超空泡航行体的尾拍运动过程及弹道特性。研究结果表明:在一定俯仰角速度扰动下,航行体锥段结构变化对其尾拍稳定性的影响体现出非线性特点,锥段部分过长或过短均会导致航行体的肩部沾湿而形成二次空泡,二次空泡的发展会抑制航行体尾部沾湿,从而回转力矩无法促使俯仰角减小,导致尾拍运动失稳,弹道稳定性较差。该研究成果可为超空泡航行体外形设计提供一定的理论指导。

摘要：为减小空化对水下装备性能带来的不良影响,开展了空化抑制方法的研究。采用均相流模型并耦合SSTγ-Reθt湍流模型以及Zwart空化模型对带有微型涡流发生器(micro vortex generator,MVG)的水翼在不同攻角下(4°、6°、8°)的初生空化流动进行了数值模拟。研究结果表明:MVG可以明显提升水翼近壁流速且使边界层厚度有所增加;MVG对边界层分离特性的影响规律受来流攻角影响较大,当MVG位于分离点之前时(4°攻角)分离涡尺度减小,而位于分离点之后时(6°和8°攻角)分离涡尺度增大;3种攻角条件下,MVG均能够明显降低水翼的初生空化数,相比之下,8°攻角时初生空化数的降幅最大,表明MVG对空化的抑制效果受攻角的影响较大。研究成果可为工程实践中抗空化性能的设计提供一定的理论参考。