冰孔约束条件下航行体垂直出水空泡演变数值研究

高纬度地区在冬季不可避免地出现结冰期,考虑到低温冰区水下发射过程中面临冰层裂隙的特殊力学环境,扩展低温冰区中的潜射海洋装备具有重要的工程价值。浮冰的存在必然增强潜射航行体高速出水过程中的非线性。文中采用动态流体相互作用模块对航行体建立6自由度运动模型,通过对不同冰孔尺寸、冰孔形状约束条件下潜射航行体的水下运动及穿越水面阶段对比分析,探究冰孔对出水空泡演变的影响。研究发现:在冰孔约束出水过程中,冰孔对空泡具有明显的束缚作用,且束缚作用随着冰孔尺寸的减小而增强;相同冰孔形状下,冰孔尺寸越小,其对航行体俯仰运动特性影响越大;相同冰孔尺寸下,圆形冰孔对航行体俯仰运动特性影响大于正方形和三角形冰孔。