自然超空泡航行体回转运动数值研究

针对超空泡航行体领域亟待明确的航行体机动过程中空泡形态和流体动力特性开展数值模拟研究。基于Logvinovich独立扩张原理建立了离心力作用下的回转运动理论模型和用于求解超空泡航行体回转运动的三维数值计算模型,通过两种计算模型下获得的计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的有效性。利用数值模拟方法研究了离心力"拉直"作用对空泡内航行体流体动力特性的影响规律,分析了不同回转角速度下航行体表面压力分布特性。结果表明:随着回转角速度增加,空泡轴线的外移量增大,离心力拉直空泡作用越强烈,将会对回转半径内外两侧空泡的发展的产生较大影响;升力系数和力矩系数呈现"正弦"形态分布,当回转角速度小于1 rad/s时,产生的俯仰力矩对航行体起到"抬头"作用,反之,则产生的俯仰力矩对航行体起到"低头"作用。