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开放空腔壳体入水扰动流场结构及空泡失稳特征
被引量：
8
1
作者
路中磊
魏英杰
+1 位作者
王聪
曹伟
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期150-163,共14页
采用高速摄像实验和数值计算相结合的方法,对开放空腔壳体入水过程中空腔内气体涨缩对入水空泡的扰动机理和扰动作用下空泡局部失稳特征开展研究.基于实验观测结果,对比开放空腔和封闭空腔两种壳体入水空泡形态差异性,获得开放空腔壳体...
采用高速摄像实验和数值计算相结合的方法,对开放空腔壳体入水过程中空腔内气体涨缩对入水空泡的扰动机理和扰动作用下空泡局部失稳特征开展研究.基于实验观测结果,对比开放空腔和封闭空腔两种壳体入水空泡形态差异性,获得开放空腔壳体入水空泡波动特征,并根据能量守恒定律和能量转化关系,定性分析空腔自激扰动机理和扰动引起的空泡波动机理.基于数值计算结果,结合实验观测到的空泡阶段性局部失稳现象,定量分析空泡局部的结构性失稳特征和流动性失稳特征,并参照边界层理论和漩涡理论,揭示了空泡局部失稳机理.结果表明:入水冲击压缩空腔气体形成扰动源,对流场结构形成周期性扰动,导致空泡波动;撞水前空腔气体经冲击压缩密度升高,导致入水后气体首次膨胀阶段部分气体外泄,改变分离点流动,空泡局部结构失稳;空泡壁面流动具有类边界层流动特性,波动形态空泡形成多级回流现象,并逐级作用在空泡凹陷位置,使局部掺混区厚度增加,产生涡旋、转捩流动,空泡局部云化失稳;空泡逐级在波谷位置闭合、脱落,伴随大尺度漩涡生成,脱落过程形成拟序结构流场,漩涡导致脱落空泡迅速溃灭,但不会对附着空泡的流动产生影响.
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关键词
开放空腔壳体
扰动
流场结构
空泡失稳
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职称材料
开放空腔壳体倾斜入水运动特性试验研究
被引量：
7
2
作者
路中磊
孙铁志
+1 位作者
魏英杰
王聪
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第2期263-273,共11页
基于高速摄像试验方法,研究了开放空腔壳体的倾斜入水运动特性,重点分析了开放空腔结构引起的空泡流动特征和壳体运动规律.通过试验数据分析了开放空腔内气体运动将引起独特的空泡流动和阶段性的运动规律,探讨了初始入水速度、入水姿态...
基于高速摄像试验方法,研究了开放空腔壳体的倾斜入水运动特性,重点分析了开放空腔结构引起的空泡流动特征和壳体运动规律.通过试验数据分析了开放空腔内气体运动将引起独特的空泡流动和阶段性的运动规律,探讨了初始入水速度、入水姿态对入水弹道和空泡形态等运动特征的影响.结果表明:开放空腔壳体入水空泡出现阶段波动演化现象,并先后经历两次闭合;入水空泡演化改变流体动力分布,直接影响壳体运动方式,进而改变水下弹道特征;空腔内部形成相对独立流场环境和开放端周期性流动,在重力作用下液体对空腔内下侧壁面作用力较大,加剧壳体偏转,从而改变入水运动过程的稳定性;随着入水速度的增大,空泡波动特征逐渐明显,闭合时间延迟,非对称深闭合引起的横向位移减小,但偏转角度与入水速度无关;随着初始姿态倾角减小,空泡波动程度减弱、闭合时间延迟,偏转角速度增大,闭合引起的横向位移增大.
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关键词
开放空腔壳体
倾斜入水
入水弹道
空泡形态
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职称材料
开放空腔壳体入水流场结构及流体动力特征研究
被引量：
4
3
作者
路中磊
魏英杰
+1 位作者
王聪
孙铁志
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第11期2403-2412,共10页
基于混合介质雷诺平均Navier-Stokes方程,对开放空腔壳体垂直入水运动过程开展了数值研究,得到了压力场、速度场分布,空泡波动、闭合特征,空腔气体涨缩规律,以及流体动力变化规律,并分析了空腔结构在入水运动过程中对流场结构和流体动...
基于混合介质雷诺平均Navier-Stokes方程,对开放空腔壳体垂直入水运动过程开展了数值研究,得到了压力场、速度场分布,空泡波动、闭合特征,空腔气体涨缩规律,以及流体动力变化规律,并分析了空腔结构在入水运动过程中对流场结构和流体动力的影响。结果表明:液体随气体涨缩同步进出开放端;开放端局部形成波动的压力源和周期性的压力场、速度场分布;入水空泡呈现波动形态,其扩展程度与开放端液体流速相关;空泡内形成气体漩涡,随空腔涨缩往返进出空泡,对空泡闭合具有抑制作用;流体动力呈波动变化规律,频率与气体涨缩频率一致,幅值与气体涨缩程度成正比。开放空腔结构在入水过程中空腔内气体发生涨缩运动,对流场结构和流体动力产生周期性扰动作用,在一定程度上可以减缓冲击、维持空泡及运动的稳定性。
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关键词
入水
开放空腔壳体
流场结构
流体动力
数值计算
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职称材料
题名
开放空腔壳体入水扰动流场结构及空泡失稳特征
被引量：
8
1
作者
路中磊
魏英杰
王聪
曹伟
机构
哈尔滨工业大学航天学院
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期150-163,共14页
基金
国家自然科学基金(批准号:11672094)
黑龙江省自然科学基金(批准号:A201409)
哈尔滨市科技创新人才研究专项基金(批准号:2013RFLXJ007)资助的课题~~
文摘
采用高速摄像实验和数值计算相结合的方法,对开放空腔壳体入水过程中空腔内气体涨缩对入水空泡的扰动机理和扰动作用下空泡局部失稳特征开展研究.基于实验观测结果,对比开放空腔和封闭空腔两种壳体入水空泡形态差异性,获得开放空腔壳体入水空泡波动特征,并根据能量守恒定律和能量转化关系,定性分析空腔自激扰动机理和扰动引起的空泡波动机理.基于数值计算结果,结合实验观测到的空泡阶段性局部失稳现象,定量分析空泡局部的结构性失稳特征和流动性失稳特征,并参照边界层理论和漩涡理论,揭示了空泡局部失稳机理.结果表明:入水冲击压缩空腔气体形成扰动源,对流场结构形成周期性扰动,导致空泡波动;撞水前空腔气体经冲击压缩密度升高,导致入水后气体首次膨胀阶段部分气体外泄,改变分离点流动,空泡局部结构失稳;空泡壁面流动具有类边界层流动特性,波动形态空泡形成多级回流现象,并逐级作用在空泡凹陷位置,使局部掺混区厚度增加,产生涡旋、转捩流动,空泡局部云化失稳;空泡逐级在波谷位置闭合、脱落,伴随大尺度漩涡生成,脱落过程形成拟序结构流场,漩涡导致脱落空泡迅速溃灭,但不会对附着空泡的流动产生影响.
关键词
开放空腔壳体
扰动
流场结构
空泡失稳
Keywords
semi
-
closed
cylinder
perturbation
flow
structure
cavitation
flow
instability
分类号
O35 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
开放空腔壳体倾斜入水运动特性试验研究
被引量：
7
2
作者
路中磊
孙铁志
魏英杰
王聪
机构
哈尔滨工业大学航天学院
大连理工大学船舶工程学院
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第2期263-273,共11页
基金
国家自然科学基金(11672094,51709042),黑龙江省自然科学基金(A201409),哈尔滨市科技创新人才研究专项基金(2013RFLXJ007),中央高校基本科研业务费专项资金(DUT16RC(3)085)资助项目.
文摘
基于高速摄像试验方法,研究了开放空腔壳体的倾斜入水运动特性,重点分析了开放空腔结构引起的空泡流动特征和壳体运动规律.通过试验数据分析了开放空腔内气体运动将引起独特的空泡流动和阶段性的运动规律,探讨了初始入水速度、入水姿态对入水弹道和空泡形态等运动特征的影响.结果表明:开放空腔壳体入水空泡出现阶段波动演化现象,并先后经历两次闭合;入水空泡演化改变流体动力分布,直接影响壳体运动方式,进而改变水下弹道特征;空腔内部形成相对独立流场环境和开放端周期性流动,在重力作用下液体对空腔内下侧壁面作用力较大,加剧壳体偏转,从而改变入水运动过程的稳定性;随着入水速度的增大,空泡波动特征逐渐明显,闭合时间延迟,非对称深闭合引起的横向位移减小,但偏转角度与入水速度无关;随着初始姿态倾角减小,空泡波动程度减弱、闭合时间延迟,偏转角速度增大,闭合引起的横向位移增大.
关键词
开放空腔壳体
倾斜入水
入水弹道
空泡形态
Keywords
semi
-
closed
cylinder
inclined
enter-water
water-entry
trajectory
cavity
shape
分类号
TB126 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
开放空腔壳体入水流场结构及流体动力特征研究
被引量：
4
3
作者
路中磊
魏英杰
王聪
孙铁志
机构
哈尔滨工业大学航天学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第11期2403-2412,共10页
基金
国家自然科学基金(11672094)
黑龙江省自然科学基金(A201409)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费专项资金(HIT.NSRIF.201159)
哈尔滨市科技创新人才研究专项资金(2013RFLXJ007)~~
文摘
基于混合介质雷诺平均Navier-Stokes方程,对开放空腔壳体垂直入水运动过程开展了数值研究,得到了压力场、速度场分布,空泡波动、闭合特征,空腔气体涨缩规律,以及流体动力变化规律,并分析了空腔结构在入水运动过程中对流场结构和流体动力的影响。结果表明:液体随气体涨缩同步进出开放端;开放端局部形成波动的压力源和周期性的压力场、速度场分布;入水空泡呈现波动形态,其扩展程度与开放端液体流速相关;空泡内形成气体漩涡,随空腔涨缩往返进出空泡,对空泡闭合具有抑制作用;流体动力呈波动变化规律,频率与气体涨缩频率一致,幅值与气体涨缩程度成正比。开放空腔结构在入水过程中空腔内气体发生涨缩运动,对流场结构和流体动力产生周期性扰动作用,在一定程度上可以减缓冲击、维持空泡及运动的稳定性。
关键词
入水
开放空腔壳体
流场结构
流体动力
数值计算
Keywords
water-entry
semi
-
closed
cylinder
flow
field
structure
fluid
dynamics
numerical
calculation
分类号
TB126 [理学—工程力学]
V19 [理学—力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
开放空腔壳体入水扰动流场结构及空泡失稳特征
路中磊
魏英杰
王聪
曹伟
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
8
下载PDF
职称材料
2
开放空腔壳体倾斜入水运动特性试验研究
路中磊
孙铁志
魏英杰
王聪
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
7
下载PDF
职称材料
3
开放空腔壳体入水流场结构及流体动力特征研究
路中磊
魏英杰
王聪
孙铁志
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
4
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职称材料
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