摘要：空化器是实现水下超高速航行体空泡生成及稳定控制的关键部件。论文建立了空化器流场数值计算模型,较为全面地研究圆盘型、球头型和开孔型3种型式空化器的流场特征,评估其升、阻力特性,通过可视化手段分析空化器流场细节,考察球头和开孔结构对空化器的影响。研究结果表明:圆盘型空化器在加装球头和开孔后其迎流面压力系数分布会改变,在凸出的球头处形成局部压力峰,而且在空化器球头处和背流面形成旋涡区,最终使空化器的有效升力减小。研究成果对超高速航行体流体动力性能研究及空化器部件设计具有重要参考价值。

摘要：为分析空化器锥角对超空泡射弹减阻效果及运动稳定性的影响规律,基于有限体积法和VOF多相流模型,结合动网格技术构建三维自由尾拍运动仿真模型,以射弹尾部空泡尺寸一致原则设计空化器锥角范围为60°~160°的6种超空泡射弹,比较分析其对减阻效果、尾拍运动特性和弹道特性的影响。结果表明:随着锥角的增大空化器所受阻力先增大后减小,在140°左右所受阻力最大;空化器锥角为60°~100°时射弹以“单侧尾拍”保持稳定,且弹道偏移量较大;空化器锥角为120°~160°时射弹以“双侧尾拍”保持稳定,弹道偏移量小,其中120°锥角的射弹有效射程最大。

摘要：分析比较超空泡外形计算的不同经验公式,结果表明Guzevsky模型具有较好的精度与适用范围。建立了以减小阻力、增大空化数、增加舱内容积为优化目标的超空泡航行体锥形空化器设计模型,以权重因子法和遗传算法求解了优化问题,验证性计算结果与已有文献吻合。研究了空化数、航行体长径比等因素对超空泡航行体空化器设计的影响规律,结果表明空化数是影响航行阻力的首要因素,空化数决定了超空泡长径比并使之与航行体外形匹配,通过优化设计能够在不增加阻力的情况下有效提升航行体舱内容积。

摘要：针对头支撑方式通气超空泡试验的超空泡形态相似模拟问题,给出了一种能满足超空泡形态相似的空化器设计方法。该方法首先是基于独立膨胀原理,提出了头支撑方式空化器与目标空化器生成形态相似超空泡时,空化器直径与空化器零阻力系数应满足的关系式,以及空化器位置之间的关系;再通过CFD模拟得到头支撑方式空化器的空化器直径与空化器零阻力系数关系曲线;二者结合,最后确定头支撑方式的空化器的设计方案。

摘要：简要介绍了超空泡武器技术中有关超空泡空化器设计、空泡形状及压缩性的影响 ,以及通过调节通气率或改变空化器阻力 ,来实现超空泡参数控制等问题的研究进展 。

摘要：空化器在自然空泡的形成过程中起着很重要的作用,空泡的尺寸与它的头部形状密切相关,因此,研究空化器对于解决空泡问题具有极其重要的意义。为了掌握空泡形态,为工程实际应用提供设计参考依据,本文利用 FLUENT软件对典型空化器引起的自然空化现象进行了深入的数值仿真研究,得到了零攻角小空泡数下空化器几何形状与空泡形态参数之间的经验公式,并将仿真结果与实验进行了对比,二者符合较好。

摘要：为获得头型空化器参数对超空化流场特性的影响规律,依托高速水洞试验平台,采用高速流动显示技术与三分测力天平测力技术相结合,研究不同形状空化器对绕回转体超空泡特性的影响。文中针对4种不同形状的空化器,采用人工通气的方法在回转体周围形成超空化流动,获得不同工况条件下绕回转体的空泡形态及阻力波动。研究结果表明,不同外形空化器均能形成稳定透明的空泡;同一种外形的空化器,来流速度越高,获得的空泡尺度越大;沉凹形空化器阻力系数最大,截锥型空化器阻力系数次之,倒锥形空化器阻力系数最小。文中研究结论可为超空泡射弹头部外形设计及流体动力布局设计提供参考和依据。

摘要：研究开发了一种新型空化器用来破解剩余污泥,它具备通气调节和孔板旋转的功能。这样的设计可以防止堵塞和节约能耗。该空化器工作时可以产生直径2~5μm的“气核”,从而提高空化初生的空化数,降低能耗。孔板旋转产生的轴向推力可使小孔中的堵塞物脱落,有效防止小孔堵塞。在实验室内应用该装置破解剩余污泥的生物细胞,并通过测定细胞内可溶性COD的溶出率来评价污泥破解效果。研究制造了空化作用破解污泥细胞系统,该系统可以利用新型空化器连续处理剩余污泥,并且可以根据研究需要改变通气比和调节管道流速等运行工况。在实验室内应用该系统破解剩余污泥生物细胞,通过调整通气比和管道流速,探索最优运行工况。根据正交试验结果,系统运行的最优工况为通气比1.4%、空化数1.8,此时可溶性COD（SCOD）的溶出速率为0.06%/s。在最优运行工况下,破解1 kg剩余污泥的功率为560 W,采用该系统处理30 min后,95%以上的污泥生物细胞可被破解。按处理时间30 min计算,处理1 m3剩余污泥的耗能约1 000 MJ,比超声空化法低40%左右。该系统还具有装置简单、无二次污染等优点,可为污泥细胞破解提供更为经济、有效的技术和方法。

摘要：根据国内外超空泡技术的研究现状,结合当前鱼雷的发展趋势,论证了发展超空泡鱼雷武器的必要性,研究了大空化数下锥形空化器减阻作用及空化器锥角对空泡的影响。在标准k-ε湍流模型、Mixture多项流模型下,利用Fluent软件分析空化器锥角对空泡的长度、厚度、初始生成位置的影响,分析了不同锥角下空化器减阻效果。仿真结果表明:空化器锥角的变化对空泡的长度影响较大,小角度锥形空化器能有效减小压差阻力,为超空泡鱼雷空化器设计提供理论依据。

摘要：针对在理想环境下设计的超空泡航行体控制器不能满足实际条件下的控制要求的问题,本文提出了一种基于水洞试验的超空泡航行体纵向运动控制器的等效设计的方法。通过对空化器可控的超空泡航行体的缩比模型的水洞实验,获取了空化器在运动时的空化数和空泡形态数据,以此为基础对超空泡航行体的纵向运动模型进行修正,并采用LPV反演算法设计了控制器,采用仿真实验检验控制效果。结果表明,采用水洞试验数据进行控制器设计,能够更加贴近实际运动环境,为实现超空泡航行体在真实环境中的控制提供了有力的依据。