施红辉， 周东辉， 孙亚亚， 贾会霞， 侯健

(1.浙江理工大学 机械与自动控制学院， 浙江 杭州 310018； 2.海军工程大学 兵器工程学院， 湖北 武汉 430033)

0 引言

射弹从空中(如舰艇、陆地、飞机)连续发射、攻击水下目标时，必须满足跨介质以及水下飞行的稳定性条件。在水下连续发射射弹并形成弹幕是保护潜艇或航母免受鱼雷攻击的手段之一。这些应用都涉及多个超空泡运动的流体力学机理，是超空泡武器设计中必须考虑的问题。

目前，对单个超空泡研究已有不少研究结果。Hrubes[1]使用火药爆破的实验方法捕获接近和超过水下声速的射弹超空泡图片，给出了水下高速射弹的运动特性、稳定机制、超空泡形状以及射弹在膛口的运动特点，并且在超声速射弹的超空泡周围伴随激波的产生。Jafarian等[2]利用单流体方法，基于一种新型Riemann求解器对水下圆柱体射弹进行了数值模拟。数值模拟结果与实验以及先前数值模拟的结果具有较好的吻合。徐清沐等[3]基于Reynolds平均Navier-Stokes方程和均质平衡流理论，数值模拟了带有凹槽和凸起的圆盘空化器的超空泡，分析了所形成的三维超空泡形态特征和气体与液体交界面凹凸变化的原因，并给出空化数对空泡凹凸形态和阻力系数的影响关系。冯光等[4]应用细长体理论计算了航行体在超空泡状态下的流体动力，模拟了超空泡状态下的航行体水下弹道。

对于连续发射的射弹超空泡流动，现有的研究结果很少。本文通过数值建模方法，使用计算流体力学(CFD)软件对相关流场进行了数值模拟，为今后实验结果的解析提供了参考依据。……