基于双向流固耦合的航行体高速入水研究

基于弹性体假设对直径为0.533m、以100m/s速度入水的航行体建立了高精度流固双向耦合数值模型，并试验验证了该数值模型的有效性。进行了不同角度的入水仿真，获得空泡及载荷的演变规律。主要结论如下：随着入水角减小，喷溅水幕的闭合时间推迟，空泡非对称性加剧；弹性体在入水时承受的冲击载荷峰值小于刚性体，且呈振荡衰减趋势；航行体应力峰值呈圆环形分布，应力在入水初期出现峰值并振荡衰减，而且在尾部出现应力集中；斜入水时，应力分布及头部纵向变形不对称。随着入水角的增大，应力和应变的峰值增大，应力波传播时间缩短。