圆柱体低速入水空泡试验研究 被引量：49

1

作者 何春涛 王聪 +1 位作者 何乾坤 仇洋 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第13期281-288,共8页

针对入水空泡生成机理和发展过程,以及影响入水空泡发展的复杂因素等开展入水试验研究.通过垂直和倾斜两种方式入水试验研究,分析了入水过程中的一系列流动现象,以及空泡的生成、发展和闭合,同时通过对比试验结果得出了空泡闭合方式与... 针对入水空泡生成机理和发展过程,以及影响入水空泡发展的复杂因素等开展入水试验研究.通过垂直和倾斜两种方式入水试验研究,分析了入水过程中的一系列流动现象,以及空泡的生成、发展和闭合,同时通过对比试验结果得出了空泡闭合方式与入水速度之间的关系;在此基础之上开展了多弹体入水试验,分析了串列和并列入水时空泡的生成和相互之间的影响,以及对运动体本身稳定性的影响. 展开更多

关键词 圆柱体入水 入水空泡 空泡闭合 试验研究

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弹体入水弹道研究综述 被引量：20

2

作者 顾建农 张志宏 +1 位作者 郑学龄 金连宝 《海军工程大学学报》 CAS 2000年第1期18-23,共6页

描述了弹体入水过程 4个阶段 :撞击、流动形成、开空泡、空泡闭合的基本特征 .分别讨论了弹体形状、入水角、入水速度、攻角、初始角速度和水域环境对入水弹道的影响 .综述了弹体入水弹道的实验与理论研究概况 。

关键词 弹体入水弹道学 撞击 流动形成 开空泡 空泡闭合

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不同头型弹体低速入水空泡试验研究 被引量：27

3

作者 杨衡 张阿漫 +1 位作者 龚小超 姚熊亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1060-1066,共7页

针对不同头部形状弹体低速入水空泡形成、发展特性及其影响因素开展试验研究，用高速摄影仪实时记录了圆头、90～150°锥头弹体入水过程中自由液面的波动特性、空泡的演变过程及入水弹道的稳定性，同时通过对比试验得到弹体入水空... 针对不同头部形状弹体低速入水空泡形成、发展特性及其影响因素开展试验研究，用高速摄影仪实时记录了圆头、90～150°锥头弹体入水过程中自由液面的波动特性、空泡的演变过程及入水弹道的稳定性，同时通过对比试验得到弹体入水空泡、入水弹道与入水速度、入水角度之间的关系。试验结果表明，圆头弹体不易形成空泡，但弹道稳定性差；90°锥头弹体倾斜入水时，入水速度越大，空泡的非对称性越强；120°锥头弹体垂直入水速度越大，越易发生表面闭合现象及完整的脱落气泡；150°锥头弹体入水角大于80°时，发生表面闭合现象。在整个入水过程中，弹体速度呈线性衰减，空泡射流速度衰减较快。 展开更多

关键词 弹体入水 头型 空泡 自由液面 入水参数 高速摄影 射流 空泡闭合

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圆柱体垂直入水空泡形态试验 被引量：16

4

作者 何春涛 王聪 +1 位作者 魏英杰 马相孚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1542-1546,共5页

在不同攻角和不同速度条件下,对圆柱形运动体垂直入水空泡形态进行试验研究.对140°锥角头型圆柱体在零攻角和带攻角条件下进行垂直入水试验,分析了低速垂直入水所引起的入水空泡生成、发展和闭合流动过程以及空泡稳定性等;利用平... 在不同攻角和不同速度条件下,对圆柱形运动体垂直入水空泡形态进行试验研究.对140°锥角头型圆柱体在零攻角和带攻角条件下进行垂直入水试验,分析了低速垂直入水所引起的入水空泡生成、发展和闭合流动过程以及空泡稳定性等;利用平头圆柱体进行不同速度条件下垂直入水试验,分析了入水速度对空泡闭合方式和形态的影响.研究结果表明:在试验速度范围内均能形成稳定的入水空泡,并经历生成、充分发展、空泡闭合以及最后完全脱落的过程,不同发展阶段具有不同的稳定性,其闭合方式和形态与入水速度密切相关. 展开更多

关键词 垂直入水 空泡 试验 攻角 空泡闭合

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圆柱体并联入水过程空泡演化特性实验研究 被引量：12

5

作者 卢佳兴 魏英杰 +2 位作者 王聪 路丽睿 许昊 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期450-461,共12页

运动体并联入水广泛存在于机载射弹灭雷、空投鱼雷饱和攻击等空对海作战方式中,具有极强的工程应用背景.为得到运动体并联入水过程中空泡演化特性,采用基于高速摄像技术的光学测量方法,对圆柱体入水过程开展实验研究.利用图像处理技术... 运动体并联入水广泛存在于机载射弹灭雷、空投鱼雷饱和攻击等空对海作战方式中,具有极强的工程应用背景.为得到运动体并联入水过程中空泡演化特性,采用基于高速摄像技术的光学测量方法,对圆柱体入水过程开展实验研究.利用图像处理技术对采集的图像序列中的空泡轮廓进行识别提取,通过对比单圆柱体和双圆柱体在不同弗劳德数下的空泡轮廓分析圆柱体并联入水过程的空泡演化特性和弗劳德数对其的影响.实验结果表明:入水空泡整体呈现良好的镜面对称特征,而圆柱体内外侧空泡存在明显的非对称性,当入水时刻的弗劳德数较低时,空泡闭合方式为深闭合,闭合点随弗劳德数增大而后移,当弗劳德数达到临界值时,闭合方式过渡为表面闭合且表面闭合方式下闭合点随弗劳德数增大而前移.在弗劳德数的正激励和环境压力、喷溅回卷负激励作用下,水下不同深度截面上的空泡扩张和空泡中心向外侧偏移量的峰值和时长均随弗劳德数增大呈现先增大后减小趋势,由于不同深度处主导的激励作用不同,故峰值和时长发生转折的弗劳德数临界点不同. 展开更多

关键词 并联入水 空泡演化 空泡闭合 弗劳德数 中心偏离值

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表面润湿性对球体斜射入水过程的影响研究 被引量：1

6

作者 刘思华 李利剑 +2 位作者 朱晋 王占莹 张敏弟 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期960-971,共12页

针对球体表面润湿性对倾斜入水空泡演化过程及球体动力特性的影响开展研究,以便能够进一步理解润湿性对入水过程的影响并且能够为多种情况下的入水现象提供理论依据.基于球体入水过程空泡形态观察、采集与测量实验平台,分析了亲水性和... 针对球体表面润湿性对倾斜入水空泡演化过程及球体动力特性的影响开展研究,以便能够进一步理解润湿性对入水过程的影响并且能够为多种情况下的入水现象提供理论依据.基于球体入水过程空泡形态观察、采集与测量实验平台,分析了亲水性和疏水性球体入水过程中入水喷溅和空泡的演变规律,并深入讨论了不同速度下球体表面润湿性对球体入水过程中动力特性的影响.研究表明,不同表面润湿性球体在入水过程中的喷溅及入水空泡演化与动力特性存在明显区别.在相同入水速度下,亲水性球体的三相接触点远高于疏水性球体,而喷溅的高度却低于疏水性球体,但该差异随入水速度的增加反而减小.随着入水速度的增大,亲水性球体依次经历了无空泡、浅闭合和面闭合3种闭合方式,而疏水性球体先后只出现了深闭合和面闭合两种.但是,随着入水速度的增加,球体表面润湿性对空泡演化过程的影响逐渐减弱,当速度增加到11.25 m/s时,二者不存在区别.同时发现,在入水过程中,在相同速度下生成入水空泡较无入水空泡其总流动阻力系数降低49.94%;亲水性球体生成空泡体积更小,空泡带来的附加质量力也更小,减阻效果更好. 展开更多

关键词 表面润湿性 亲疏水性 入水喷溅 空泡演化 空泡闭合 动力特性

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通气超空泡研究中的几个问题 被引量：3

7

作者 贾力平 魏英杰 +2 位作者 张嘉钟 王聪 于开平 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2006年第5期37-41,共5页

根据在水洞中所作的系列通气超空泡试验,以及国内外的大量相关文献,综述和探讨了通气超空泡实验研究中的几个主要问题.主要内容包括通气超空泡试验中的相似准则考虑;重力场对通气超空流的影响规律;通气超空泡的闭合和气体泄漏问题;通气... 根据在水洞中所作的系列通气超空泡试验,以及国内外的大量相关文献,综述和探讨了通气超空泡实验研究中的几个主要问题.主要内容包括通气超空泡试验中的相似准则考虑;重力场对通气超空流的影响规律;通气超空泡的闭合和气体泄漏问题;通气超空泡的不稳定性机理.最后,对通气超空泡的试验研究方向进行了展望. 展开更多

关键词 水动力学 通气超空泡 实验研究 相似准则 空泡闭合 气体泄漏 空泡稳定性

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随着邦德数减小球体入水空泡闭合类型的探究 被引量：1

8

作者 钟玉雪 杜岩 +5 位作者 丘润荻 肖志坚 黄荐 王志英 王静竹 王一伟 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第6期56-66,共11页

入水空泡的演化在自然界和工程领域中出现了有趣的动态现象.由于很难推动一个小球高速撞击水面,因此空泡的演化和闭合类型在Bo小于10−2时仍未得到解决.在本研究中,进行了一个基于激光驱动原理的实验,可将小球体加速到数百米每秒.在1~7.5... 入水空泡的演化在自然界和工程领域中出现了有趣的动态现象.由于很难推动一个小球高速撞击水面,因此空泡的演化和闭合类型在Bo小于10−2时仍未得到解决.在本研究中,进行了一个基于激光驱动原理的实验,可将小球体加速到数百米每秒.在1~7.57×10^(-2)的Bo范围内,空泡闭合类型可分为准静态、浅闭合、深闭合和表面闭合.通过分析空泡颈部的横截面特征,研究了从浅闭合到深闭合的过渡机制.随着Bo值的进一步降低(5.69×10^(-2)~8.41×10^(-3)),浅闭合直接转变为表面闭合,因为颈部横截面的夹断时间随着Bo值的降低而降低,因此,深闭合消失了.最后,通过改变We和Bo进行参数研究,得到了两个边界.We≈64是准静态和浅闭合之间的过渡,We≈326是浅闭合和表面闭合之间的过渡. 展开更多

关键词 空泡闭合 过渡机制 准静态 高速撞击 小球体 激光驱动 邦德数

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考虑表面润湿性的球体垂直入水空泡及流体动力数值研究（英文）

9

作者 孙钊 曹伟 +1 位作者 王聪 王威 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1057-1069,共13页

本文通过数值仿真方法对球体垂直入水过程产生的入水空泡形态及流体动力特性开展了研究,重点分析了表面润湿性对球体入水空泡发展过程、运动轨迹、速度、加速度及流体动力的影响.文中数值方法基于Navier-Stokes方程,采用VOF模型捕获相界... 本文通过数值仿真方法对球体垂直入水过程产生的入水空泡形态及流体动力特性开展了研究,重点分析了表面润湿性对球体入水空泡发展过程、运动轨迹、速度、加速度及流体动力的影响.文中数值方法基于Navier-Stokes方程,采用VOF模型捕获相界面,并通过CSF方法引入表面张力及表面接触角.结果表明,数值结果与文献实验结果吻合良好,验证了数值方法的有效性;由于亲水性球体入水后不产生空泡,压差阻力较小,因此下落速度更快,而疏水性球体下落较缓慢;当入水空泡掐断时,将对球体产生短暂的冲击作用,使球体运动速度发生突变;在入水过程初始阶段,球体表面上的液体薄层运动是导致入水空泡形成的关键因素:对于亲水性球体,流体薄层沿球体表面向上运动并在球体顶点汇聚,此时不产生入水空泡;对于疏水性球体,液体薄层与球体分离,形成入水空泡. 展开更多

关键词 多相流 数值模拟 垂直入水 空泡闭合 流体动力 表面润湿性

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不同头型弹丸低速垂直入水实验研究 被引量：10

10

作者 王瑞琦 黄振贵 +3 位作者 郭则庆 陈志华 高建国 侯宇 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第11期45-50,共6页

用高速摄像机记录了平头、90°锥头、圆头、截锥体头弹丸入水过程中空泡的演变过程,比较分析了4种弹丸的入水空泡形态和空泡的闭合方式。结果表明,在垂直入水速度为2.8 m/s时,90°锥头、圆头、截锥体头弹丸入水后空泡均发生深闭... 用高速摄像机记录了平头、90°锥头、圆头、截锥体头弹丸入水过程中空泡的演变过程,比较分析了4种弹丸的入水空泡形态和空泡的闭合方式。结果表明,在垂直入水速度为2.8 m/s时,90°锥头、圆头、截锥体头弹丸入水后空泡均发生深闭合,其中90°锥头弹丸入水空泡最大,截锥体头型弹丸次之,圆头弹丸入水空泡最小,而平头弹丸入水后空泡发生了类面闭合;随着弹丸入水速度的增加,空泡分别发生准静态闭合、浅闭合、深闭合、表面闭合和类面闭合;在闭合点位置以上,空泡最大直径随水深的增加逐渐变小,而在闭合点位置以下,不同水深位置空泡最大直径保持在14.5 mm左右。 展开更多

关键词 不同头型弹丸 垂直入水 空泡闭合方式 空泡最大直径

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90°锥头弹丸不同速度下垂直入水冲击引起的空泡特性 被引量：9

11

作者 黄振贵 王瑞琦 +2 位作者 陈志华 侯宇 罗驭川 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1189-1199,共11页

用高速摄像拍摄了90°锥头弹丸低速入水的空泡形态演变过程,全面讨论了不同入水冲击速度下空泡的闭合方式及其演变过程,分析了空泡闭合时间、闭合点水深和弹头空泡长度随入水速度的变化规律以及不同水深位置空泡直径的变化规律;研... 用高速摄像拍摄了90°锥头弹丸低速入水的空泡形态演变过程,全面讨论了不同入水冲击速度下空泡的闭合方式及其演变过程,分析了空泡闭合时间、闭合点水深和弹头空泡长度随入水速度的变化规律以及不同水深位置空泡直径的变化规律;研究了水幕闭合和近液面空泡收缩上升所形成的射流现象及其相互耦合作用过程,探讨了空泡深闭合后其壁面波动规律。结果表明:随着入水速度的增加,空泡分别发生准静态闭合、浅闭合、深闭合和表面闭合,每种闭合方式对应的一个速度区间;弹头产生空泡的临界入水速度为0.657 m/s;不同水深位置的空泡直径呈现非线性变化;随着水深的增加空泡扩张初速增大,空泡最大直径减小,扩张段缩短,收缩段延长;同一时刻水深越大空泡扩张收缩的加速度也越高;水幕闭合后会产生向上和向下两股射流,向下射流速度较大时会对弹丸运动产生影响;近液面空泡收缩上升时会产生强度正比于空泡体积大小和闭合点水深的射流,并与上两股射流相互耦合形成一股更强的向上射流;空泡深闭合后长度缩短和产生的向下射流使弹丸受力发生改变,弹丸速度因受力产生的变化带动了流体质点速度的波动,进而导致空泡壁面发生波动,壁面波动遵循空泡截面独立扩张原理。 展开更多

关键词 垂直入水冲击 空泡闭合方式 壁面波动 射流 临界入水速度

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闭合在可压气体射流上的空泡数学模型 被引量：1

12

作者 陈玮琪 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期1737-1748,共12页

为了揭示推进器可压缩气体射流穿透空泡的机理,用理论方法研究空泡与可压缩气体射流之间的相互作用,通过分析空泡在气体射流上的特殊闭合方式并结合动量守恒定理,建立空泡与可压缩气体射流相互作用的数学模型。在新模型中,首次以解析表... 为了揭示推进器可压缩气体射流穿透空泡的机理,用理论方法研究空泡与可压缩气体射流之间的相互作用,通过分析空泡在气体射流上的特殊闭合方式并结合动量守恒定理,建立空泡与可压缩气体射流相互作用的数学模型。在新模型中,首次以解析表达式的形式给出气体射流总压的上、下阈值范围,并发现该阈值是两个射流面积比的函数。如果喷射压力低于下阈值,则气体射流根本不能穿透空泡;如果射流总压高于上阈值,气体射流则全部穿透空泡;如果射流总压在上下阈值之间,则射流分为两部分,一部分返回空泡内,另一部分则穿透空泡,并从物理上解释了这部分气体射流穿透空泡的机理。新模型还给出了计算穿透空泡的可压气体射流流量的新公式。Paryshev公式是本文新公式在小空化数及不可压缩条件下的一个特例。 展开更多

关键词 空泡 超空泡 空泡闭合模型 可压缩气体 射流

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低亚声速射弹垂直入水的流体与固体耦合数值计算研究 被引量：12

13

作者 胡明勇 张志宏 +1 位作者 刘巨斌 孟庆昌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期560-568,共9页

基于多物质的任意拉格朗日-欧拉-拉格朗日流体与固体耦合算法,考虑水的可压缩性,建立了低亚声速射弹垂直入水的流体与固体耦合计算模型。对低亚声速射弹入水时空泡、流场与弹道间的多介质耦合问题进行了数值计算,得到了不同入水条件下... 基于多物质的任意拉格朗日-欧拉-拉格朗日流体与固体耦合算法,考虑水的可压缩性,建立了低亚声速射弹垂直入水的流体与固体耦合计算模型。对低亚声速射弹入水时空泡、流场与弹道间的多介质耦合问题进行了数值计算,得到了不同入水条件下入水深度、速度变化曲线和空泡面闭合、空泡深闭合时间。模拟了高速射弹入水后的空泡演化过程,得到了射弹初始入水速度对空泡面、空泡深闭合时间的影响规律以及射弹加速度、应力、应变响应。将阻力系数数值计算结果与经验公式计算结果进行了比较,二者吻合良好,表明该数值计算方法是可行的。 展开更多

关键词 射弹 入水 流体与固体耦合 空泡面闭合 空泡深闭合 阻力系数

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