超空泡航行体附加质量计算方法
超空泡流型在大幅度减阻的同时,使得航行体失去了浮力作用,航行体自身重力需要依靠水动力支撑。在尾流闭合流型下(也称开式超空泡流型),由于自由攻角的存在,且超空泡航行体尾部滑水形成升力的效率极高,形成尾部弹跳现象(也称尾拍现象)。弹跳运动的频率与滑行力矩系数位置导数(恢复力矩系数)和弹体附加质量(弹体惯性质量的一部分)密切相关。为了定量地分析弹体特性,进而设计航行控制律,亟须研究并提出可信的超空泡航行体附加质量计算方法。本研究基于航行体附加质量形成原理,从理论上分析了超空泡航行体附加质量的特点,认为航行体附加质量随航行攻角沾湿面积变化而变化,是空化数和攻角的二元函数。为了定量计算附加质量,本文参考全沾湿航行体附加质量CFD计算方法,运用CFD仿真法对超空泡航行体附加质量进行了计算分析,研究表明:在空化数一定的情况下,在临界攻角范围内,超空泡航行体附加质量随攻角增大而增大,超过临界攻角时,沾湿面积不再增大,附加质量几乎保持不变。
空泡 附加质量 攻角 非定常CFD仿真
袁绪龙 陈理想 周晶淼
西北工业大学航海学院,西安710072
国内会议
江苏无锡
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1473-1486
2021-10-29(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)