题名 头部喷气对跨介质航行体入水过程载荷特性的影响
1
作者
彭睿哲 冯和英 向敏 彭叶辉
机构
湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室 国防科技大学空天科学学院
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第13期59-66,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(52176164)。
文摘
跨介质航行体入水瞬间会受到巨大的冲击载荷,极易导致结构破坏甚至内部器件失灵。为发展有效的降载方法,本文基于VOF(Volume of Fluid)多相流模型,研究头部喷气航行体入水过程的载荷特性和流体动力特性,分析喷气压力、喷气高度对降载效果的影响,并探索头部喷气降载方法有效性的入水速度范围。研究结果表明,头部喷气使自由液面下凹形成空腔,并能极大地降低航行体所受阻力和冲击力,延缓了航行体撞水时间,从而实现冲击载荷控制;喷气压力和喷气高度对入水空泡形态及冲击压力峰值的影响都不大,合理的选择既能达到降载效果又能节约喷气量;入水速度为50 m/s时,降载量高达76.51%,但当入水速度为300 m/s时,降载量仅为39.92%。因此,针对高亚声速跨介质入水问题,需进一步探索主被动相结合的复合降载方法。
关键词
跨介质航行体 入水过程 冲击载荷 头部喷气 流动特性
Keywords
trans-medium vehicle water entry process impact load head-jetting flow characteristics
分类号
TJ303.4
[兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
题名 跨介质航行体高速入水空泡壁面运动特性
被引量：9
2
作者
李宜果 王聪 武雨嫣 曹伟 卢佳兴 何乾坤
机构
哈尔滨工业大学航天学院 湖北航天技术研究院总体设计所
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期574-585,共12页
文摘
跨介质航行体高速入水涉及非定常多相流动,具有很强的理论研究意义和工程应用价值。为获得航行体高速入水空泡壁面的运动特性,对回转体模型高速入水开展试验研究,分析不同激励效果对空泡演化特性的影响,提取极值位移与姿态角和空化数双自变量的关系并进行曲面拟合。试验结果表明:垂直入水时,自由液面以上的喷溅环以及自由液面以下空泡壁面的相对位移近似对称;非垂直入水时,迎流侧喷溅环显著大于背流侧喷溅环;空化数为0.0085~0.0088时,以能量传递与空化为主的正激励主导迎流侧空泡壁面极值位移,且姿态角越小,正激励效果越强;3倍直径深度位置以下时,吸气效应负激励效果相对空化效应正激励效果可以忽略,在极值位移曲面中,背流侧呈现近似对称性,迎流侧呈现近似线性。
关键词
跨介质航行体 高速入水 空泡壁面 空化数 入水试验
Keywords
trans-media vehicle high-speed water entry cavity wall cavitation number water-entry experiment
分类号
TJ630
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
题名 带尾裙跨介质航行体高速斜入水实验研究
被引量：8
3
作者
刘喜燕 袁绪龙 罗凯 祁晓斌 鲁娜
机构
西北工业大学航海学院 西北机电工程研究所
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期106-118,共13页
基金
瞬态物理国家重点实验室基金(6142604190401)。
文摘
为了研究带尾裙跨介质航行体高速斜入水过程中空泡的发展及运动特性,搭建了高速入水实验平台,并设计了带有内测单元的实验模型,对带尾裙跨介质航行体开展了入水角为20°、入水速度为30~130 m/s的实验研究。采用高速摄像机记录入水空泡,同时由内测单元测量航行体的运动参数和泡内压力,获得了航行体高速斜入水过程中空泡的发展特性、入水运动特性以及泡内压力的变化规律。实验结果表明:带尾裙跨介质航行体在入水过程中形成了滑行运动特性,入水空泡发生弯曲变形现象,随着入水速度的升高,入水弹道向上偏转的趋势更加明显;航行体入水轴向过载峰值作用时间较长,法向过载峰值在入水1.5倍航行体长度后逐渐降至零值附近波动;泡内压力随入水空泡的形成和发展呈现先降低后升高的趋势,且最低压力随入水速度呈线性趋势,形成时间基本一致。
关键词
跨介质航行体 入水空泡 空泡压力 冲击载荷 滑行运动特征
Keywords
trans-media vehicle water-entry cavity pressure inside cavity impact load planning motion characteristics
分类号
O368
[理学—流体力学]
TJ630.1
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
题名 预置舵角对跨介质航行体入水尾拍运动影响试验
被引量：8
4
作者
刘喜燕 袁绪龙 罗凯 祁晓斌
机构
西北工业大学航海学院
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1632-1642,共11页
基金
国家重点实验室基金项目(6142604190401)。
文摘
为研究预置舵角对跨介质航行体高速入水过程尾拍运动特性的影响,搭建高速入水试验平台并设计带有内测单元的试验模型,开展入水角为20°时不同预置舵角下跨介质航行体高速入水试验研究。采用高速摄像机记录入水空泡,同时由内测单元测量航行体的运动参数和表面压力,分析预置舵角对跨介质航行体高速入水过程中空泡发展特性、入水运动特性以及表面压力的影响规律。试验结果表明:跨介质航行体入水过程中先后经历滑行运动阶段和尾拍运动阶段,尾拍形成的法向过载最高可达滑行产生法向过载的2倍;入水距离约5倍航行体长度时,入水空泡形成闭合,泡内压力在闭合前后呈先降低后增大的变化趋势;入水空泡闭合时,随着预置舵角增大,形成的附体空泡与主体空泡发生分离,在预置舵角为10°时,空泡尾流出现双涡管现象;预置舵角越大,跨介质航行体入水转平/偏转能力越强,当形成单侧尾拍运动后,航行体爬升效率提升。
关键词
跨介质航行体 预置舵角 尾拍载荷 滑行运动
Keywords
trans-media vehicle preset rudder angle tail-slapping load planing motion
分类号
TJ630
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
题名 计及筒盖与筒口气团的航行体出筒流场演化分析
5
作者
姚熊亮 赵斌 马贵辉 曲昭宇 张淼 卢佳兴
机构
哈尔滨工程大学船舶工程学院 复杂动力学与控制创新中心
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期3116-3132,共17页
基金
国防基础科研资助项目(JCKY2021604B028).
文摘
筒口结构及流场环境是影响航行体出筒过程多相流场与载荷特性的重要因素,文章数值研究了计及筒内高温高压气体作用的航行体出筒过程,分析了不同初始条件、边界条件对航行体头部、尾部气团演化过程及筒内“水体倒灌”效应的影响及航行体、筒盖的载荷特性.结果表明:横向牵连速度条件下,航行体头部出筒伴随筒口气团的偏移、破碎、分离和汇集过程;尾出筒时高温高压气团与周围附体气团融合,并经膨胀、颈缩后产生回射流现象;随着尾空泡形成,筒口截面处气团发生二次拉断、射流偏移现象,筒内“水体倒灌”呈“螺旋”倒灌方式.横向牵连速度主导着筒口绕流流场特征,其降低50%时筒盖载荷峰值降低了58.27%;筒口气团初体积直接影响出筒航行体附体气团体积,筒口气团初始高度增加50%时筒盖载荷峰值降低了17.64%;筒盖形状决定着其绕流流场载荷特性,相比之下筒盖弯曲系数较小时,筒盖载荷峰值降低31.48%;而筒盖开盖角度是诱导气团二次拉断射流偏移的主要原因,开盖角度由60°降低到30°时,筒盖最大受载峰值降低72.03%.
关键词
跨介质航行体 筒口气团 筒盖结构 出筒过程 流体 动力
Keywords
cross-media vehicle outlet cavity cylinder cover launching process hydrodynamic force
分类号
TJ63
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
