超空泡航行器升沉运动流体动力特性研究

基于Rayleigh—Plesset方程的单一介质可变密度Mixture模型，采用动坐标系法完成了对带空泡航行器作升沉运动时空化流场的数值模拟，并分析了该状态下航行器流体动力特性变化规律，对升沉运动频率和幅值对航行器流体动力系数的影响以及升沉运动对航行器自主运动弹道的影响进行了对比研究。研究结果表明，升沉运动过程中，航行器流体动力系数出现周期性变化，增加升沉运动频率和幅值不仅将导致航行阻力和升力增大，同时会造成阻力系数和升力系数幅值波动加剧；升沉运动使航行器速度及角速度出现周期性震荡。本文结论为研究超空泡航行器动力学建模、附加质量计算及弹道设计奠定了基础。