不同头型回转体高速入水运动过程对比研究

跨介质回转体高速入水是一个瞬态流动过程,涉及到回转体与气相和液相的复杂多相流动。文中基于雷诺时均方程,并考虑自然空化现象的多相流模型,建立了入水空泡动力学数值模型,并研究了不同头型回转体垂直入水过程运动特性和流体动力的影响规律。通过数值仿真结果与相关文献试验结果对比,验证了模型和数值方法的有效性。结果表明,不同头型回转体入水后的空泡特征与运动速度规律有很大的差异,相应瞬态阻力系数也表现出很大差异;在空泡闭合前,体现出明显的回射流效应,并影响空泡形态与回转体阻力的变化;回转体的入水速度对空泡尺寸和冲击载荷具有非常直接的影响,入水速度较低时回转体速度衰减相对更快,阻力系数相对更大。