回转体并联倾斜入水流场及流体动力特性研究

论文摘要

回转体在倾斜入水过程中,在较短的时间内由气相进入液相,由于回转体在水中运动时,水流体相对回转体有一定速度,接触回转体壁面后速度方向在瞬时发生极大改变而产生空泡,而空泡的形态对于回转体的运动影响很大,因此具有很大的研究价值。本文采用数值模拟的方法研究回转体并联倾斜入水流场演化机理以及回转体运动与动力学特性,主要研究内容如下:基于RNS方程,选用VOF多相流模型以及k-ε湍流模型,引入表面张力模型,基于重叠网格技术,建立能够准确描述回转体并联倾斜入水过程的多相流演化以及回转体运动的数值仿真方法,并与文献中试验所得数据从空泡形态以及位移曲线两方面进行对照,验证仿真方法的有效性。分别进行回转体单独、并联倾斜入水数值计算,以回转体单独倾斜入水为仿真对照工况,对比分析回转体并联入水流场特性以及运动特性,分析相邻回转体对回转体空泡形态以及运动特性的影响。开展不同入水角度回转体并联倾斜入水数值计算,分析入水角对空泡轮廓的影响,分析入水角对回转体在侧移、俯仰、偏航方面的影响,从防止回转体互相碰撞的角度分析入水角度对回转体稳定性的影响。进一步开展改变运动参数时回转体并联倾斜入水数值计算,研究不同轴间距、入水速度、攻角时,空泡形态演化、回转体运动特性以及姿态变化,从防止回转体互相碰撞,保持弹道稳定的角度,分析轴间距、入水速度、攻角对回转体并联倾斜入水的影响。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状分析

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 文献综述

1.4 本文的主要研究内容

第2章回转体并联倾斜入水数值计算方法研究

2.1 引言

2.2 数值计算理论

2.2.1 基本控制方程

2.2.2 多相流模型

2.2.3 湍流模型

2.2.4 重叠网格技术

2.3 数值计算方法验证

2.3.1 计算模型及边界条件设置

2.3.2 网格无关性验证

2.3.3 计算有效性验证

2.4 本章小结

第3章回转体并联倾斜入水流场演化机理

3.1 引言

3.2 单回转体倾斜入水典型工况分析

3.2.1 单回转体倾斜入水多相流场特性

3.2.2 单回转体倾斜入水过程中运动与流体动力特性

3.3 回转体并联倾斜入水典型工况分析

3.3.1 回转体并联倾斜入水流场特性

3.3.2 回转体并联倾斜入水运动与流体动力特性

3.4 入水角度对回转体并联倾斜入水的影响

3.4.1 入水角度对空泡形态的影响

3.4.2 入水角度对回转体运动及流体动力特性影响

3.5 本章小结

第4章运动参数对回转体并联倾斜入水流场及运动特性影响

4.1 引言

4.2 轴间距对回转体并联倾斜入水的影响

4.2.1 轴间距对空泡形态的影响

4.2.2 轴间距对回转体运动与流体动力特性影响

4.3 入水速度对回转体并联倾斜入水的影响

4.3.1 入水速度对空泡形态的影响

4.3.2 入水速度对回转体运动与流体动力特性的影响

4.4 攻角对回转体并联倾斜入水的影响

4.4.1 攻角对空泡形态的影响

4.4.2 攻角对回转体运动与流体动力特性的影响

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 叶鹏

导师: 王聪

关键词: 回转体,并联,倾斜,入水,空泡,流体动力特性

来源: 哈尔滨工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 哈尔滨工业大学

分类号: O352

DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.003411

总页数: 83

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