近自由面高速航行体超空泡特征研究

作     者：魏平 翁明灯 杨晓彬 王首发 王一鸣 

作者机构：海军工程大学兵器工程学院 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：湖北省自然科学基金项目(2024AFB400) 海军工程大学自主研发计划项目(2025年) 

主　　题：高速航行体 超空泡特征 自由面 空泡偏移 

摘      要：为了研究自由面对超空泡形状以及航行体水动力的影响，采用自适应网格方法结合流体体积方法对近自由面条件下超空泡航行体的运动过程进行了数值模拟研究，分析自由面对超空泡形状、航行体升力、阻力、转矩的影响。研究发现：自由面的存在会导致超空泡尾部远离自由面偏移，超空泡的长度远小于无限水域中超空泡长度；近自由面时，速度对航行体的升力有重要影响（小于50 m/s升力为负，大于60 m/s升力为正）；当空泡完全包裹航行体时，仅空化器头部沾湿，航行体上的零转矩点始终出现在前端x=1D附近，当超空泡尾部界面与航行体相交时，航行体的零转矩位置发生改变；当航行体攻角为正时，转矩受水深的影响较小，攻角为负，转矩受水深影响明显。