张重先，李向林，刘玉秋

(中国航天科工二院， 北京　100832)



潜射导弹出水过程空化流数值计算*

张重先，李向林，刘玉秋

(中国航天科工二院， 北京100832)

摘要：运用Zwart-Gerber-Belamri空化模型，采用动网格和复合网格技术，提出复杂外形潜射导弹出水过程中空化流数值计算方法。对头肩部、舵面及突起物的空化生成、演化及影响因素进行分析。仿真结果表明：出水过程初期空化数降低使附体空泡迅速扩大，随后对空泡脱落与振荡的影响将更为显著；肩部以15m/s的速度出水时产生空化并随速度上升而迅速增长，5°～10°攻角时肩空化非对称性显现；舵面空化受出水速度影响较小，攻角小于等于5°时空化面积小于全舵面积的10%，但攻角大于5°后空化面积迅速增长至50%以上；减小突起物尺寸有利于避免空化产生，突起物空化受攻角影响较小，但在高速下可诱导临近弹体产生空化。

关键词：潜射导弹；空化流；出水过程；空泡动力学

相比于其他类型的导弹，出水过程是潜射导弹所特有的运动过程。与传统水下航行体，如潜艇或无人水下航行器等相比，潜射导弹出水运动速度快、弹道倾角大，导致空化数较小、空化现象严重，空化导致的导弹水动力特性改变较为明显。同时，由于导弹上升过程中静水压变化剧烈，空化流场的非定常性较为明显。因此，对潜射导弹出水过程的空化流场进行计算和仿真在潜射导弹的研制过程中具有重要意义。

目前，国内外对于潜射导弹乃至航行体出水过程的空化流场数值计算主要采用计算流体力学方法，发展出了基于流体体积函数、Mixture等多种多相流模型的数值仿真方法[1-4]。……