栅格翼空化干扰水动力建模研究

对水下超空泡栅格翼水动力进行了研究.分析了叶片数、叶片间距、叶片厚度、叶片攻角和空化数对栅格翼水动力的影响.揭示了叶片间隙中的空泡流动对水动力的干扰机理.建立了超空泡栅格翼水动力数学模型,并用实验结果进行了验证.最后基于模型解释了实验中发现的栅格翼水动力变化规律.     

非定常空泡闭合区域最大压力的理论研究

当物体在流体中高速运动产生空泡时,空泡通常以回射流的形式闭合在物体表面上,并在闭合位置对物体表面产生流体超压. 在物体表面上的空泡闭合位置一般不是固定的,其位置根据物体运动速度的变化、空泡压力的变化及重力场中的位置等因素而在物体表面发 生快速移动,在非对称情况下,这种移动超压会极大影响运动物体的稳定性. 基于势流理论研究了重力场中非定常垂直空泡闭合区域中最大压力的存在位置,推导了最大压力的理论公式,揭示了最大压力与空泡发 展速度之间的关系,证明了最大压力点的两个特殊流体性质. 最后设计了测量空泡闭合区域最大压力的验证性试验,并将理论计算结果与试 验测量结果进行了对比,验证了理论研究结果.     

物体垂直出入水的非定常空泡数学模型

研究了物体从水下向水面高速运动产生的非定常垂直空泡,建立了出水垂直空泡的数学模型,得到了匀速、空泡压力不变条件下的空泡外形、长度、体积随水深变化的解析解,给出了出水通气空泡发展为超空泡的条件．利用类似的方法建立了水平空泡和入水空泡的数学模型,并对3种空泡进行了比较研究．比较研究的结论是,随物体距水面的水深减小,出水空泡体积自身有增大趋势,空泡不容易发生泄气现象．且要保持出水空泡压力不变,空泡内的气体含量就应该增加（可通过人工通气方式）．入水空泡正好相反,随物体入水深度增加,空泡体积自身有收缩的趋势,并挤压空泡内的气体从环境压力较低的空泡尾部喷射而出,导致空泡内的气体含量减少,空泡压力降低．但是当空泡压力低于环境压力后,空泡尾部又将被环境高压所封闭,气体喷射不出来．随着入水深度继续增加,空泡尾部将重复上述过程,形成周期性的喷射 封闭 喷射 封闭的脉动过程,这个脉动喷射过程将在空泡尾部的流体中形成一连串小气泡,并由于空泡内的压力波动而导致空泡形状发生波动现象．     

空化器出水非定常垂直空泡的研究

对空化器朝水面高速运动产生的非定常垂直空泡进行了理论研究. 建立了受水面和重力影响下的水下垂直空泡长度变化数学方程, 从方程中导出了非定常垂直空泡长度计算公式, 利用公式计算了空化器出水后空泡从脱落、收缩到溃灭的时间. 对带空化器的航行体, 公式还可以计算脱落空泡溃灭高压作用在航行体上的位置, 最后给出了避免溃灭高压作用在航行体上的条件和判据.