通气超空泡形态及视景仿真研究

超高速航行器在水下运动时,其大部分表面被超空泡包裹,构成了一种新的流体动力布局,运动模式和运动特性完全不同于常规水下航行器。为了分析超高速水下航行器运动的稳定性,本文对超空泡生成机理进行研究,给出描述超空泡形态的数学模型,得到不同影响因素作用下超空泡形态的变化规律。为验证超空泡实时生成效果和超高速水下航行器运动过程各种动作功能,采用Vega Prime构建三维虚拟环境,在此基础上设计超空泡视景演示系统,通过ADI仿真系统实时解算超空泡和水下航行器运动数据来驱动超空泡视景系统,逼真地演示超空泡动态生成过程以及水下航行器高速运行轨迹和“空泡+航行器”的相对运动关系等关键技术。     

通气超空泡形态及视景仿真研究

超高速航行器在水下运动时,其大部分表面被超空泡包裹,构成了一种新的流体动力布局,运动模式和运动特性完全不同于常规水下航行器。为了分析超高速水下航行器运动的稳定性,本文对超空泡生成机理进行研究,给出描述超空泡形态的数学模型,得到不同影响因素作用下超空泡形态的变化规律。为验证超空泡实时生成效果和超高速水下航行器运动过程各种动作功能,采用Vega Prime构建三维虚拟环境,在此基础上设计超空泡视景演示系统,通过ADI仿真系统实时解算超空泡和水下航行器运动数据来驱动超空泡视景系统,逼真地演示超空泡动态生成过程以及水下航行器高速运行轨迹和"空泡+航行器"的相对运动关系等关键技术。     

水中超高速射弹可压缩空泡流研究进展

综述了国内外水中超高速可压缩空泡流理论、数值和试验研究的进展。分析了基于势流理论的水中亚音速、跨音速及超音速空泡流的空泡形状及空化阻力计算方法。详述了水中超高速的水、蒸汽、空气多相混合可压缩流数值计算方法及需要解决的关键问题。介绍了水中亚音速、跨音速及超音速试验的研究方法、研究成果及研究趋势。     

带前置定子的导管桨片空泡数值预报及梢涡空泡起始判别研究

对水下航行体后带前置定子的导管桨片空泡和梢涡空泡起始进行研究。首先,采用基于混合网格的RANS求解器结合Singal空泡模型,数值模拟带前置定子导管桨片空泡形态,并与试验结果进行对比,预报的片空泡形态与试验结果吻合良好,表明用该方法预报水下航行体后带前置定子导管桨片空泡可行;其次,对水下航行体后带前置定子的导管桨多个方案全湿流动进行了数值模拟,通过梢部端面的最小压力值判断空泡起始,与试验结果进行比对,其吻合良好,表明可用该方法判别梢涡空泡起始。     

带前置定子的导管桨片空泡数值预报及梢涡空泡起始判别研究

对水下航行体后带前置定子的导管桨片空泡和梢涡空泡起始进行研究。首先,采用基于混合网格的RANS求解器结合Singal空泡模型,数值模拟带前置定子导管桨片空泡形态,并与试验结果进行对比,预报的片空泡形态与试验结果吻合良好,表明用该方法预报水下航行体后带前置定子导管桨片空泡可行;其次,对水下航行体后带前置定子的导管桨多个方案全湿流动进行了数值模拟,通过梢部端面的最小压力值判断空泡起始,与试验结果进行比对,其吻合良好,表明可用该方法判别梢涡空泡起始。     

水下点火推进尾空泡振荡的研究

本文通过对水下航行体垂直发射出筒后尾空泡内点火推进过程的数值模拟研究,获得了其尾空泡演化的一般规律,并与相应的试验结果进行了对比;进而给出了燃气尾空泡周期性地膨胀、颈缩、阻滞、脱落的演化规律,以及与尾空泡内的压力振荡、喷管扩张段内激波前后移动的相关性。研究表明:水下航行体尾空泡内点火与空中点火、水中直接点火形成的燃气射流存在明显差别,水下点火推进同时会形成对水下航行体额外的振动激励;尾空泡收缩阶段,亚音速射流在尾空泡颈缩处膨胀加速,使尾空泡持续颈缩进而形成对燃气的阻滞作用,是形成尾空泡近似周期性形态演化、空泡压力剧烈振荡的主因。     

小攻角下航行体三维非定常空泡形态理论预示方法

小攻角下水下航行体高速运动时会形成不对称、非定常空泡,空泡形态是水下流体动力及弹道设计的主要依据。该文基于空泡独立膨胀原理,考虑横流对独立空泡发展的影响,建立了带攻角状态下空泡形态理论计算模型。针对典型工况开展计算获得了航行体迎背流面空泡长度、空泡压力变化过程,并与试验数据进行比对以验证模型的合理性。     

水下火箭的推进原理和应用

水下火箭的推进原理为军用水下航行体（如导弹）的应用提供了极具吸引力的技术，因为在这种情况下，牢固性、调制性、可靠性和耐用性的要求都是相当严格的。火箭发动机不仅能用于各种水下导弹的发射、助推和主发动机工作阶段，而且还是满足特殊推进要求的一种可行的选择办法。本文给出了水下火箭发动机的设计实例和点火试验结果，还提供了包括固体火箭和水下冲击式喷气发动机在内的水下火箭的设计理论数据。火箭发动机工人时产生的水下噪声问题以及对声纳工作的干扰程度问题，在本文中也有所提及。     

美海军无人潜航器的发展与应用

水下无人潜航器是美海军水下作战的一个重要发展方向。论文主要介绍了美海军无人潜航器的发展历程、主要特点、军事应用、作战流程及带来的启示。     

一种考虑尾空泡影响的航行体流体动力数值仿真计算模型

文章针对水下垂直发射航行体,建立了一种考虑尾空泡影响的定常水动力数值仿真计算模型,分析了尾空泡对轴向力、附加力及俯仰阻尼力矩的影响。将仿真获得的考虑尾空泡影响的定常水动力系数代入理论弹道模型,预示水下弹道。计算结果表明,采用文中的考虑尾空泡模型及相应的流体动力求解方法获得的流体力系数,用于预示航行体运动参数的变化规律与模型弹射试验结果一致性较好。     

航行体出水过程空泡溃灭特性研究

航行体水下高速运动时,表面出现空泡现象.在出水过程中,出现空泡溃灭现象,对航行体的表面受力及力学环境有重要影响.本文通过计算和试验工作,对空泡溃灭进行分析,研究了空泡溃灭造成的压力机理,讨论影响空泡溃灭的因素.     

隐藏在水下的狼子野心：台湾秘密发展的超高速鱼雷

据台湾《联合报》近日报道．台湾海洋大学已成功地模拟研发了超高速鱼雷的关键技术“超空化现象”。据该大学试验负责人柯永泽透露，在“超空泡现象”试验过程中，潜体速度在1O米水深时达115千米／小时，20米水深时速度更高达约160千米／小时，台军称这项关键技术使其在超高速鱼雷研制方面取得了突破性进展，台军将继俄罗斯军队之后成为第二个掌握超高速鱼雷技术的军队。     

“水下巨无霸”即将浮出水面

自名噪一时的武库舰计划遭否定后,美海军便另辟蹊径,决定立即发展“水下武库舰”,使之成为21世纪初的“水下巨无霸”。 “水下武库舰”实际上是美海军“俄亥俄”级核动力弹道导弹潜艇的重大改进型:它把“俄亥俄”级艇上的弹道导弹全部拆除,换成“战斧”巡航导弹。“俄亥俄”级是目前美国海军在役数量最     

俄推出最新型“风雪”鱼雷

俄入役的“风雪”鱼雷能在水下以360千米／时的速度潜行。该型鱼雷拥有独特的外形，可在水下形成超空泡，使航行鱼雷遇到水阻力降低10倍多。据悉，现今的该型鱼雷，经过俄鱼雷工程师们的潜心研究，又推出了其最新的改进型，即能以400千米／时的速度在水下航行。据军事专家称，到2050年，世界上将没有任何一种反鱼雷系统能捕捉到这种超高速航行的鱼雷。据称，这种最新改进型“风雪”鱼雷，还将于近期装备一种可使鱼雷沿航     

通气空泡内部流场结构实验研究

采用人工通气的办法在水下航行体表面生成通气超空泡可以大幅降低水下航行阻力。保持通气空泡的形态稳定是保证航行体水下流体动力稳定的前提,因此需要了解通气空泡内部气体流动结构及其与空泡泄气方式的相互影响规律。该文建立了通气空泡内部流场结构的实验测量装置,并运用PIV(粒子成像测速)方法对通气超空泡内流场结构进行了测量,归纳了通气空泡三种典型的内部流场结构形式及其成因,并给出了泡内气流流速的变化趋势。     

水下爆炸试验模型律的若干问题

文章解决水下爆炸试验模型律的若干问题.这些问题分别是水面截断、片空泡、船上设备,模型厚度、应变率和流固匹配中水动力学相似参数的选择.同时提供两张有助于设计水下爆炸试验的缩比关系表.     

水下高速航行体超空泡减阻特性数值模拟研究

利用CFD商业软件Fluent6.2对水下高速航行体超空泡流进行了数值模拟研究,计算了带圆盘与圆锥两种头部空化器航行体的阻力特性,详细分析了空化器直径、锥角、航行体长细比对超空泡减阻特性的影响,并计算了高速水下航行体自然超空泡减阻率,结果表明,在超空泡形态下,带圆盘空化器头部的水下高速航行体,更加有利于超空泡的减阻,超空泡减阻率可达95%以上.研究结果为进一步研究水下高速航行体的结构设计和水动力布局提供了理论参考.     

通气空泡的形态特性研究

通气空泡的形态直接影响水下航行体的航行性能,文章采用数值分析方法对二维典型平头型航行体在不同通气孔位置、通气流量、通气角度条件下通气空泡/超空泡的形成,以及有侧壁干扰作用下的通气空泡形态进行分析.研究结果表明:上述各通气参数的合理配置对稳定超空泡的形成至关重要,且必须对洞壁影响下的试验结果进行修正.     

“哈姆”反辐射导弹升级计划正式启动

据外刊综合报道 ,美国海军旨在改进其ＡＧＭ - 88高速反辐射导弹 (哈姆 )的研究项目已于近日正式启动。美国海军将斥资 3千万美元对高速反辐射论证演示计划进行招标 ,为原“哈姆”导弹研制一种全新的推进系统 ,以提高其射程和速度。美国海军“哈姆”项目负责人称 ,此次升级只是为现役“哈姆”导弹研制一种新的推进装置 ,并非要推出全新的导弹系统。升级后的导弹称为“超高速反辐射导弹” ,将采用变流量冲压 -火箭复合式发动机和尾翼控制转向机构 (也曾设想过采用固体或液体燃料火箭发动机 )。射程将达 12 0ｎｍｉｌｅ以上 ,速度也更快 ,因此…     

水下清洗技术的发展及启示

文章介绍了水下清洗技术在船舶日常维护中意义、发展过程以及美海军的应用情况,提出了我国发展水下清洗技术的几点启示.