通气超空泡流动重力效应研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:emmajqf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,国外应用通气超空泡原理,达到了减阻和突破速度极限的目的,并在高速水下兵器的科研方面取得了突破性进展。目前,国内这方面研究刚刚起步,急待深化。 本文主要研究重力效应对于通气空泡的影响。建立了基于VOF 多相流模型的适用于求解通气空泡流的数学模型,并运用流体商业软件FLUENT 求解流场。求解过程中没有考虑可能产生的自然空泡,同时忽略气体和水的可压缩性。 本文首先数值模拟了忽略重力时的绕圆盘通气空泡流,建立了适用于模拟通气空泡流场的数学模型,同时比较了不同湍流模式下的计算结果。随后,研究了重力场作用下的绕圆盘通气空泡流,分析了重力场对于空泡形态及流场参数的影响,考察了不同空化数σ、不同弗罗德数Fr下的重力效应。最后,模拟了重力场作用下的绕航行体通气空泡流。比较了考虑重力作用与忽略重力作用两种情况下流场的区别。研究了不同空化数σ下重力对于带后体的通气空泡流的影响。 主要的研究成果如下: (1)数值模拟了无重力作用下绕圆盘通气空泡流,发现标准k Ε湍流模型计算得到的空泡长度比k RNG Ε模型的计算结果更接近P.Garabedian 给出的关于自然空泡形态的解析解,但空泡半径与解析解相差较大。 (2)对重力场下的绕圆盘通气空泡进行了模拟,得到了在重力场中不同空化数σ及弗罗德数Fr 下通气空泡的形态。与Buyvol 给出的关于自然空泡重力效应的分类准则比较后发现这一准则仍适用于绕圆盘通气空泡。此外还发现,重力场对于空泡的长度影响不大,但会减小空泡的最大半径。相同Fr数下,空泡轴线的上浮量随空化数的减小而增大,但空泡轴线的曲率随空化数的减小而减小。 (3)计算重力场下绕航行体通气空泡发现,在重力的作用下空泡的轴线总体上浮,但在弹体底部附近轴线有一定的下降;空泡截面也会发生变形,弹体上的空泡截面呈现出“月牙”形。弹体表面的阻力会随着空化数的减小而减小,并且随着空泡完全包裹住弹体前部的锥体,阻力会出现突降。 今后的工作将致力于模拟更接近于真实流场的通气空泡流,考虑通入气体的可压缩性及流动中可能产生的自然空泡。并且通过对大量工况的数值模拟,总结出适用于绕航行体通气空泡流场的重力效应的分类准则。
其他文献
超声波石油开采技术主要是研究超声波对石油储层中孔隙介质影响,饱和孔隙介质是一种接近于实际油气储层结构的理论模型,因此研究孔隙介质材料的本构方程很重要的,而孔隙介质材料
随着国民经济的发展和人们生活水平的提高,用户对电能质量的要求也越来越高,其中最为突出的是谐波问题。电力系统中谐波污染具有一定的随机性,且谐波源数量巨大、布局分散、环境复杂,这就需要长期对电网谐波进行检测。谐波检测是谐波问题的基础,也是我们处理谐波危害的根据。本论文对基于电流平均值法的ip-iq谐波检测方法进行了研究,同时以DSP—TMS320LF2407为核心,搭建出一个可以用于检测电网电流、电压
随着我国现代化社会的不断发展, 美丽乡村建设背景下的新农村住宅设计对于农村居民的居住环境有着决定性作用.本文结合巴中市“巴山新居”的住宅设计的现状,以虚拟项目为作者
高压输电线路特别是超高压输电线路保护直接影响电力系统的安全经济运行,探索新的保护原理和方法以提高输电线路保护的性能是继电保护研究领域中的一个重要课题。电力系统暂态信号的分析是暂态保护得以实现的基础,为保证保护装置准确动作,必须找到一个合适的普适量,以检测故障并区分区内外故障。因此,建立一套高效的电力暂态信号分析方法十分必要。本文主要介绍了小波熵及其在暂态信号分析中的应用,采用ATP对各种故障所作的
高超声速飞行器的热气动弹性问题是当今气动弹性领域的重要发展方向之一,相关研究涉及了计算空气动力学、计算结构动力学、计算热力学等多个领域,通常采用CFD/CTD/CSD耦合计
随着我国经济的迅速发展,国民的生活水平也随之提高.在现代,人们进行室内设计时,不但会对美观具有严格的要求,同时还会对个性以及品味具有一定的要求.而这就需要我们在进行室
伴随我国绿色设计理念模式逐渐应用推广.基于此,加强绿色设计理念在室内艺术设计中应用研究十分必要.通过近年来大多研究发现,绿色设计理念的科学性与合理性对优化室内环境、
本文通过对荣华二采区10
游梁式抽油机是油田使用最广泛的开采设备,也是主要耗能设备,其多采用三相异步电机提供动力,由于其负载的特殊性,电动机大多数情况下处于轻载状态,使电能的利用率降低,增加了
功能梯度材料作为一种典型复合材料,能够减少残余应力及热应力,同时能够增加连接强度及韧性,可以广泛地应用于航空航天领域的热元件及结构件中。热冲击引起的热断裂和热疲劳破坏