航行体跨音速斜射入水流动特性数值模拟研究

摘要

目的研究航行体跨音速斜射入水的流动特性,获得不同入水攻角下航行体跨音速可压缩入水特性。方法建立跨音速航行体的几何模型,采用VOF(Volume of Fluid)均相流模型、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型进行数值模拟,并进行液相可压缩修正,对比不同入水攻角下的入水可压缩流动特性,分析绕航行体空泡的发展规律与航行体姿态和受力特性。结果计算了不同入水攻角下航行体跨音速斜射入水可压缩流动特性,入水攻角对空泡直径几乎没有影响,但不同攻角下,空泡形态随时间的发展明显不同,并且随着正负攻角的增加,空泡的完整性遭到破坏。航行体弹道轨迹偏移量,随正攻角的增大而增加,随负攻角的增大先增加、后减小。航行体水平和垂直受力随正攻角的增大而减小,随负攻角的增大先增大、后减小。结论在不同入水攻角下,航行体跨音速入水流动结构的发展具有相似性,但是随着攻角的变化,入水空泡结构、弹道偏移、受力特性都发生明显变化。