岳杰顺 权晓波 叶舒然 王静竹 王一伟,2)

∗(中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室，北京 100190)

†(北京宇航系统工程研究所，北京 100076)

引言

航行体出水过程中的出筒、水下航行阶段，常常伴随着自然空泡和通气空泡的产生、断裂、溃灭、压力脉动等现象[1].形成复杂的汽液固耦合效应，对航行体载荷和运动的预测造成困难[2].剧烈的压力脉动也很给航行体水下发射的稳定性及机动性带来了极大的挑战.因此对空泡的演化和压力特征进行预测研究，对航行体的结构强度设计以及安全发射有着非常重要的意义.气泡的膨胀、收缩以及脉动等动力学行为很大程度上取决于发射条件[3].实际工程需求中，在给定基本几何构型和水深、压差等初始条件下,需要能够迅速获得航行体的尾部压力脉动响应，进而获得弹道曲线[4].传统的方法着重对整体过程进行实验观测或数值模拟[5-8]，效率比较低，只适用于特定工况或机理研究，很难满足工程中的弹道优化问题.

一些简化的计算方法，例如势流理论将回转体流场速度势看作一个随回转体运动的点源和位于空泡轴线处的线源的叠加，从而建立空泡波动预测的理论模型[9].摄动理论是在弹道扰动很小的情况下，用线性化函数逼近非线性函数，进行弹道的修正[10].这类简化方法能够在一定程度上提高空泡和弹道预测的效率，但是这类方法适用的情况有限.

近年来，随着人工智能技术的发展……