头形对细长体超空泡生成与外形影响的实验研究

在水洞中对具有非流线形头形的轴对称细长体模型进行了空泡系列实验研究。发现了非流线形头形细长体的空化起始仅决定于空化数 ,并在一定的空化数下具有稳定的起始位置、脱体角和空化区域 ;圆锥系列头形 (包括圆盘与不同直径系列 )细长体可以生成 3种稳定的空泡基本形态 :局部附体空泡、模型体尾部闭合超空泡和模型体尾部之后闭合超空泡 ,超空泡的基本外形为椭球体 ;圆锥系列头形生成的超空泡 ,在相同空化数下 ,超空泡的相对长度与长细比均随着锥顶角或直径的增大而增大 ;在相同的空泡相对长度或长细比下 ,随着锥顶角或直径的增大 ,对应的空化数也增大 ;具有攻角的头形 ,改变了空泡的脱体角 ,使超空泡出现了一定程度的不对称性 ,但并不改变超空泡的基本形态。

细长体空泡流型试验研究

在水洞中对细长体通气附体空泡流型和控制途径进行了系列模型实验研究;获得了细长体通气附体空泡五种对称基本空泡流型与三种非对称基本空泡流型;在此基础上,从水下超空化超高速自主航行体的需求出发,提出了三种可用的空泡流型:非对称双空泡流型、尾部开式穿透非对称空泡流型和尾部半开式非对称空泡流型。并分析讨论了这三种空泡流型下航行体的重力平衡、运动控制与稳定性问题。同时,通过对有关参数的设计与控制,在水洞模型试验中实现了水下超空化超高速自主航行体的这三种空泡流型。