摘要：基于RANS方程,结合VOF多相流模型和动网格技术,对带150°锥角头型圆柱体以中等速度垂直匀速入水空泡进行了数值计算.计算过程中对VOF多相流模型嵌入水和水蒸汽之间的质量输运源项,实现了水、空气和水蒸汽三项相同时存在的自由液面入水问题数值计算.通过与匀速垂直入水理想空泡模型计算结果的对比,验证了本文数值计算方法的有效性.对不同空气压强条件下入水空泡形态的数值计算结果分析,得到了在本文所计算入水工况范围内垂直入水过程中自然空化对入水形态的影响;得到了空泡无量纲闭合时间、空泡闭合瞬间最大无量纲直径、以及空泡闭合方式与空气压强和入水速度之间的关系等.

摘要：为了研究直升机典型构件的着水机理,并为仿真建模和验证提供实测数据,开展了不同构型的直升机典型元组件垂直入水试验研究,阐述了试验设计方法和过程,并对试验结果进行了分析。结果表明,结构弹性影响明显,同时空气缓冲作用也不可忽略,不同速度下两者对压力峰值影响存在明显差异。

摘要：针对未来海上平台发射的大口径平头回转体高速入水过载问题,为了探究柱体头部圆倒角大小对柱体垂直入水的动力学响应,使圆倒角平头柱体外形设计满足高速入水强度要求,文中通过入水载荷及空泡验证了任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法计算此类问题的正确性。并应用该算法对速度为300m/s的不同倒角柱体垂直入水进行数值仿真,得到其入水冲击作用下的动力学响应。通过对入水过程中柱体速度和加速度的分析,得出如下结论:入水初期,随着柱体头部倒角的增大,速度的衰减越来越小;柱体入水时受到的冲击加速度会出现振荡;一定尺寸的圆倒角能有效减小柱体入水时的冲击加速度,球头柱体入水的冲击加速度峰值最小,在数值上不到平头柱体的1/10;平头柱体垂直入水的载荷峰值与其头部圆顶面积呈线性正相关。以上方法及结论可为柱状结构体入水冲击过程研究以及高速入水回转体外形设计提供一定参考。

摘要：为了对直升机盒段件入水载荷进行分析,开展了模型垂直入水冲击试验,同时采用有限元-光滑粒子流体动力学(finite element method-smooth particle hydrodynamics,简称FEM-SPH)耦合数值方法进行仿真分析,计算了不同材料构型和速度下的过载、压力及应变结果。与试验结果进行对比表明,仿真结果与试验值吻合较好,预测的结构失效破坏模式与试验结果基本一致,可为真实直升机入水冲击的结构设计提供参考。