头部喷气圆柱高速入水空泡与降载特性的数值模拟研究

作者：王峻; 刘珑翔; 陈瑛^*

来源：水动力学研究与进展A辑, 2023, 38(02): 195-204.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2023.02.005

• 高速入水
• 喷气
• 空泡
• 载荷

圆柱状航行体高速入水降载问题方面的研究具有重要的军事意义。该文采用数值模拟方法研究了头部喷气圆柱体的高速入水过程，考察了不同喷气量和入水角度对入水载荷、喷气空泡和弹道特性的影响。研究表明，引入喷气机制可以大幅降低圆柱头部的最大砰击载荷，且喷气量越大则降载效果越好。研究发现，高速大喷气量垂直入水过程存在独特的反复多次喷气液冠、砰击射流以及心形空泡现象。圆柱头部最大压力与喷气量呈近似线性关系，而入水深度则与喷气量呈负相关。对于喷气斜入水过程，相同喷气量下，入水角度越小则喷气空泡的非对称性越强，相应的入水载荷也越小。圆柱所受合力随时间推移呈现周期性变化，周期随着入水角度减小而增大。

• 单位
  上海交通大学; 建筑工程学院