水速对潜射导弹出筒流场和弹道影响

为了研究水流速度对潜射导弹出筒过程的影响,基于混合多相流模型、Singhal空化模型和导弹动网格技术对不同流速下导弹弹射出筒过程流场进行数值计算,获得了考虑肩部空化现象的导弹出筒多相物理现象和发射装置载荷。结果表明,流速带来了流场的不对称;随着流速的增加,迎流面空泡长度减小,背流面空泡长度增加;导弹迎流面壁面压强大于背流面压强,从而形成侧向力,弹体在水流方向发生偏转。研究结果对于水下发射理论研究和工程应用具有指导意义。     

空化射流实验研究

空化水射流技术是将空化作用引入到高压水射流而形成的一种新型高压水射流技术,在同等条件下,空化射流相对于普通高压水射流具有破碎和切割能力更高的特点。通过数值模拟和实验方法对空化技术进行研究,进行了喷嘴流场的数值模拟计算,设计了空化射流实验装置及空化喷嘴。以生锈铁板为研究对象,分别进行了喷嘴型号、打击时间、入口压力、靶距和扩散段长度的空化射流打击效果对比实验,研究了空化参数对空化效果的影响。实验结果表明角形喷嘴进行淹没射流的空化效果较好,空化射流除锈具有最优打击时间。不同的入口压力对应不同的最佳靶距。     

空化射流降解毒性有机物实验研究

利用空泡溃灭局部产生的高温高压、强压力脉冲和微射流,可对大分子有机物进行降解。将空化效应引入高压水射流形成空化射流可对毒性有机污染物进行降解。分析了空泡溃灭过程的物理化学效应,研究了空化射流降解苯酚的机理,设计了空化射流实验装置,对配制的苯酚溶液进行了不同实验条件下的空化射流降解对比实验,采用高效液相色谱法测定采集样品的苯酚质量浓度,对实验效果进行对比分析。实验结果表明：空化射流对苯酚降解有效,空化射流降解实验存在最优喷嘴入口压力和最优靶距。     

水动力空化效应的实验研究与理论分析

在研制空化射流实验装置的基础上,采用实验与理论分析相结合的方式,以苯酚溶液为对象,对水动力空化效应进行了研究。考察了进口压力、孔板结构与空化数的关系,研究了反应时间、进口压力和空化数对苯酚降解效果的影响。得出孔板在水动力空化过程中起决定性作用,一定结构的孔板还能有效抑制超空化现象的发生,确保较好的苯酚降解效果。     

不同头型回转体空化现象的数值模拟研究

以不同头型回转体模型为研究对象,探究头型和肩部连接方式对初生空化数及空腔形态的影响.通过选取圆形、锥形及椭圆形系列头型的回转体模型,在不同空化数的工况下,对不同头部回转头部体空化流场进行数值模拟.结果表明:由于各系列头型的头部长度和肩部连接方式不同,其初生空化数和空化腔形态不同;圆形和椭圆形系列回转体头部越长,锥形系列...     

基于传输方程空化模型的定常自然空化流场数值计算

采用基于传输方程的空化模型,应用自主开发的软件对水翼和水下回转体定常自然空化流场进行了数值计算。采用基于压力修正和多块结构化网格的有限体积方法数值求解Favre平均的NS方程,运用k-ε两方程加壁函数的湍流模式封闭雷诺应力。计算结果与已有实验结果符合较好。     

KP458螺旋桨水动力及空泡特性研究

以螺旋桨(KP458)为研究对象,研究其空泡流场特性。首先通过梢涡区域划分及网格加密,对螺旋桨(KP458)在无空化均匀流条件下进行敞水性能数值模拟,建立螺旋桨流场数值预报模型,并对4套网格进行不确定度分析。将计算结果与实验数据进行对比,然后应用Schnerr-Sauer空化模型数值模拟。通过将试验结果与螺旋桨(VP1304)水动力及空泡特性仿真结果进行对比,无空化流场与空化流场中的推力、扭矩系数误差均低于8%左右,以此验证数值计算模型的可行性。研究表明：采用的数值模型具有良好的精度,螺旋网格加密能够捕捉螺旋桨产生的梢涡;KP458螺旋桨在进速系数较低时有较为明显的梢涡空泡产生,随着进速系数增大空泡面积逐渐减小且梢涡空泡消失,螺旋桨的梢涡强度逐渐减小且梢涡融合现象发生越早。     

势流理论的一种数值方法在空泡形态中的应用

基于势流理论的假设,采取常规边界元法对具有自由面的定常平板和轴对称空泡流动数值方法进行了研究,运用Riabourichinsky镜像空化模型,建立了一种空泡自由面求解的优化迭代方法,以自由流线长度为参数求解模拟了定常无重工况下流经二维平板和轴对称圆盘的空化流动.数值计算结果与解析解的相对误差不超过3%,证实了轴对称体空泡外形的近似回转椭球体假说在空化器附近是不成立的.计算结果与同类文献数据的对比显示了边界元法进行空化流场计算具有着显著的优越性,所采用的迭代方法精度高、收敛速度快,所得结论对深入了解空化特性具有参考价值.