刘慧开，张劝华，赵小龙，王星宇，杨 立

(1.海军后勤部，北京 100036; 2.海军装备部，北京 100036;3.海军工程大学动力工程学院，武汉 430033)

水下航行器在通气管航态下，需要将发动机产生的高温废气排入海水中，废气进入海水将破裂成大小不一的气泡，气泡与海水混合形成具有复杂结构的气液两相流。为了掌握水下航行器通气管航行时水下排气的热特征，有必要对气泡在海水中的运动特性以及气泡与海水的气液两相流进行深入研究。当连续地将发动机废气排放到液体中去，由于气体自身的压力与周围环境压力的不平衡以及气液交界面上的表面张力等作用，气体将破裂成大小不一的气泡，在浮力力作用下，气泡将向上浮升。上升的气泡诱导周围的液体向上运动，形成气泡羽流流动［1-3］。对于气泡羽流的研究，国内外都开展了一些研究工作，但还很不成熟。1996年哈尔滨工程大学张文平［4］等利用摄像机拍摄和重放技术，观察研究了柴油机水下排气从管口到水面气液两相流动状态以及管口气泡形成、上浮和破碎的过程。发现整个两相流动状态可明显的分为气泡形成、自由气泡、气泡云以及水面喷涌4 个区域。气泡羽流的运动场通常可以划分为3 个区域:形成区、形成后区和表面流区。在形成区，气流破碎成气泡，并与环境液体混和，羽流宽度和轴线流速快速增长; 而形成后区羽流宽度和轴线流速的增加要缓慢得多; 在液体表面附近，羽流转向水平方向流动，形成具有垂向速度梯度的表面流区［5］。……