回转体空化研究现状及展望*
2012-10-16边金尧徐松林白文平
舰船电子工程 2012年7期
关键词:研究
边金尧 徐松林 白文平
(1.大连理工大学机械工程学院 大连 116024)(2.解放军91550部队91分队 大连 116023)
1 引言
水下射弹、潜射导弹和鱼雷等回转体在水中高速运动时,其表面某些部位的压力会因绕流的作用而降低。当流经这些部位的水因压力过低而蒸发汽化,使流场局部呈现水、汽两相流动时,就标志着流场中发生了空化现象,在回转体周围形成绕体空泡流[1]。回转体附近的流场发生空化后,空化区周围的速度场和压力场有很大变化,而且产生强烈的噪声、冲击和振动,对回转体力学环境、结构强度和运动参数都有重要影响。
由于空化的这些负面影响,回转体的水动力设计是选择合适的物体外形,避免空化的发生。然而,随着回转体航行速度越来越高,空化的产生已不可避免,因此回转体空化研究具有重大的理论和应用价值。本文详细综述了回转体空化的国内外研究现状,简要分析了其发展趋势。
2 空化的负面影响分析
空化现象是回转体水下绕流中最重要的流动现象之一。空化是在局部低压区产生的,随着水流迁移的空泡,由于压力场的变化,其演变过程可分为初生、发展、溃灭三个阶段;在发展过程中,又呈现迁移性空化、固定空化等各种不同型式。空化的发生不仅与流场的流动参数有关,而且与水的粘性、表面张力、传热性等物理属性及回转体的外形、尺寸密切相关,其主要影响可归纳如下[1]:
1)固体边界面发生空蚀
由于局部低压而产生空化后,当外部压强升高时,空化生存的条件消失,于是空泡破裂、溃灭。……
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