不同头型旋成体入水初期流场特性数值分析

采用重叠网格技术并引入Schnerr and Sauer空化模型，考虑旋成体入水过程发生空化现象，对不同头型旋成体从低速到高速的入水过程进行了数值模拟。研究表明：采用数值模拟所得到的入水空泡形态演化与速度变化和试验数据吻合良好。不同头型旋成体在相同入水初速下，形成的空泡尺寸与排水速度呈现相反的关系，旋成体入水空泡尺寸越大，则排水速度越小。当旋成体抵达同一入水深度时，平头旋成体空泡尺寸最大，圆头旋成体次之，尖锥头旋成体最小，旋成体的阻力系数不受低速到高速入水过程的影响。随着入水初速度增加旋成体速度衰减率变快，旋成体头部瞬间冲击压力峰值与峰值的幅值宽度随着入水速度增加而增大，相同头型旋成体在150 m/s速度下的冲击压力峰值约为50 m/s速度下的8～10倍，旋成体100 m/s速度下的冲击压力峰值约为50 m/s速度下的3～5倍，瞬间冲击压力峰值变化随着速度变化呈近似平方关系增加。