1、隨著海洋資源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到重視,各國(guó)對(duì)水下航行體技術(shù)的研究應(yīng)用也日益加強(qiáng)。航行體在水下高速運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)在肩部和尾部產(chǎn)生空泡,由于空氣密度比水小的多,故對(duì)航行體的運(yùn)動(dòng)特性會(huì)產(chǎn)生一定影響。當(dāng)其運(yùn)動(dòng)至出水過(guò)程時(shí),還會(huì)受到波浪力的作用,以及空泡潰滅的影響,故航行體在出水過(guò)程中其表面受力十分復(fù)雜。為保證航行體水下運(yùn)動(dòng)過(guò)程的順利進(jìn)行,且能以正確姿態(tài)出水直至到達(dá)預(yù)計(jì)飛行地點(diǎn),故很有必要展開(kāi)對(duì)波浪現(xiàn)象、空化機(jī)理及其兩者耦合作用下航行體出水動(dòng)力特性的

2、研究。
　　本課題基于CFD技術(shù)對(duì)波浪作用下航行體帶空泡出水過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,以獲得波浪、空化耦合作用下航行體出水過(guò)程中的受力載荷與表面壓力載荷時(shí)空分布數(shù)據(jù)及其相應(yīng)的空泡幾何時(shí)變特性。建立了不同波浪相位下航行體出水受空泡潰滅及波浪作用的影響規(guī)律,通過(guò)對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析以確定航行體的最優(yōu)出水波浪相位。并進(jìn)一步研究分析了航行體在最優(yōu)出水波浪相位下,分別以2°、6°、10°攻角順逆浪出水以及45°傾角順逆浪傾斜出水時(shí),航行體受波浪

3、、空泡影響作用下的流體動(dòng)力特性。
　　研究結(jié)果表明:航行體在波峰位置出水時(shí)非對(duì)稱空泡潰滅對(duì)航行體沖擊載荷最大,其次是波谷位置。在中間相位(θ=90°,θ=270°)出水時(shí)空泡幾何特性與力學(xué)載荷對(duì)稱性較好,出水過(guò)程航行體姿態(tài)易于控制,且在θ=270°波浪相位出水時(shí)表現(xiàn)為最好,為本次研究的最優(yōu)出水波浪相位。
　　最優(yōu)波浪相位下,攻角對(duì)航行體出水過(guò)程的流體動(dòng)力特性有較大影響,且攻角越大,航行體的受力載荷與力矩載荷也越大。而處于同一

4、攻角時(shí),航行體在順、逆浪情形下的載荷特性幾乎相同而空泡迎背水面分布出現(xiàn)差異。順浪狀況下,空泡主要覆蓋于背水面一側(cè);逆浪狀況下,空泡主要覆蓋于迎水面一側(cè)。
　　最優(yōu)波浪相位下,順逆浪對(duì)于航行體以45°傾角傾斜出水過(guò)程的流體動(dòng)力特性有一定的影響。順浪情形下,空泡在迎水面上具有比背水面稍大的空泡幾何長(zhǎng)度和厚度;逆浪情形下,空泡在背水面上具有比迎水面稍大的空泡幾何長(zhǎng)度和厚度。但順、逆浪情形導(dǎo)致的航行體受力載荷差異性較小,僅在空泡潰滅時(shí),順