数值模拟在头支撑方式空化器设计中的应用

摘要

在水洞中进行超空泡试验，当测量某些特殊部位流体动力如航行体尾部流体动力时，需采用头支撑方式进行，这时的空化器需要特殊设计以保证空泡形态与原型空泡形态相似。本文利用数值模拟与经验公式相结合，给出了一种能满足超空泡形态相似的空化器设计方法。该方法首先是基于独立膨胀原理，提出了头支撑方式空化器与目标空化器生成形态相似超空泡时，空化器直径与空化器零阻力系数应满足的关系式，以及空化器位置之间的关系；再通过CFD模拟得到头支撑方式空化器的空化器直径与空化器零阻力系数关系曲线；二者结合，最后确定头支撑方式的空化器的设计方案。