孙士明，陈伟政，颜 开

（中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082）

通气超空泡泄气机理研究

孙士明，陈伟政，颜 开

（中国船舶科学研究中心，江苏 无锡 214082）

空泡形态控制问题是人工超空泡技术的关键环节之一，其核心问题在于通气参数的确定。对于定常超空泡，通气量要与泄气量相匹配。文章针对不受重力影响的人工超空泡通气规律问题进行研究，发现通气超空泡内部气体以环流形式流动。基于这种空泡内气体流动模式以及边界层理论提出了一种新的通气系数计算公式，并与国内外文献中的相关试验结果进行对比验证，一致性良好。该文提出的泄气理论模型可以为进一步研究人工超空泡通气规律提供一定参考。

空化；超空泡；通气率；边界层；空泡形态

1 引 言

超空泡技术是水下航行体实现减阻增速的重要途径之一。对于采用人工通气超空泡技术的水下航行体来说，一个非常重要的问题是控制空泡与物面之间的相对几何位置，以获得稳定航行所需要的流体动力。为了维持所需的空泡尺度，必须保证空泡内相应的气体含量，这就需要确定能够与尾部泄气量相匹配的供气量，并连续地向空泡内通气。通气量的大小对空泡形态有重要影响，过小则无法形成超空泡，过大则空泡会不稳定。一般来说，在超空泡生成阶段通气量应远大于泄气量以使超空泡迅速生成；而对于定常超空泡，在其稳定阶段，通气量应该和泄气量相平衡。……