施红辉，陈波，王昀

(浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州310018)

钝体超空泡倾斜穿过自由面出水实验及数值模拟

施红辉*，陈波，王昀

(浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州310018)

超空泡弹体带迎角地穿过自由面时，自然空化空泡转变为充气空泡，这个过程对于评估潜射导弹的可靠性非常关键。本文对该过程进行了实验研究、理论分析和数值模拟。研究发现，当超空泡倾斜地与自由面接触后，更容易形成充气空泡。当水中物体突然进入空气中，物体速度会有一个跃增。应用数值仿真软件，采用多相流模型模拟了航行体倾斜出水时超空泡从生长到溃灭的整个过程。计算结果表明，当超空泡物体接近自由面时，自由面抬高隆起，超空泡下部的压力大于上部的压力。但是通过对比实验数据后发现，计算软件中的Schnerr and Sauer空化模型不适用于超空泡与自由面相互作用之后的充气空泡。

超空泡实验;倾斜出水;理论分析;数值模拟

0 引言

超空泡流动现象常见于水中高速鱼雷、潜水艇发射战略战术导弹和利用高速射弹消灭水雷等军事技术中，因此一直是国内外的热门研究课题之一［1-2］，本课题组对此也进行了研究［3-5］。超空泡带迎角地穿过自由面问题源于从潜水艇鱼雷发射管发射战斧式巡航导弹，为此美国海军进行了大量的实验［6］。我国在这方面的研究还不够充分，无论是实验还是数值计算。附着在潜射导弹上的空泡一般是自然空化空泡（Natural Cavitation），空泡内部压力约为水的饱和蒸气压（2．35×103Pa）。……