船底凹槽气层流动特征及影响因素研究

采用VOF方法,通过求解RANS方程数值研究了船底凹槽中的气层运动形态及其影响因素,模拟了气层在凹槽中的发展过程,分析了气流量、断阶高度、来流速度对气层形态的影响规律,分析了气层波长与来流速度之间的函数关系.研究结果表明:向凹槽中喷气可形成长气穴;存在一个气流量的临界值,当气流量小于该值时,仅在凹槽首部形成长度有限的局部气穴;当气流量大于该值时,气穴迅速向尾部延伸,并呈波动特征;凹槽深度对气层波动的波长影响甚微,对气层厚度的影响较大;凹槽深度增加,气层的平均厚度增大;气层的波长随来流速度增加而增大,波长近似为速度平方的63.6%.