任泽宇,孙龙泉,姚熊亮,赵纪鹏

(哈尔滨工程大学船舶工程学院, 哈尔滨 150000)

0 引言

水下航行体高速运动过程中，覆盖于航行体表面的自然空泡经历初生、发展以及出水溃灭，改变了航行体表面的载荷分布，同时冲击、腐蚀航行体表面，威胁航行体的结构及弹道稳定性[1]，改善自然空泡的负面影响成为兵器制造的核心问题之一[2]。通过注入不可凝气体形成覆盖于航行体表面的通气空泡，即主动通气技术，可增加气泡稳定性，降低航行体阻力，并调节航行体的姿态参数[3-4]。

通气空泡流在本质上是一种非线性非稳态湍动的复杂多相流动问题[5]，国内外学者在此方面进行了诸多研究。在通气空泡发展过程中，杨武刚等[6]和张纪华等[7]发现通气量是影响空泡几何尺寸和表面稳定性的重要因素，而空泡界面的波动和空泡的震荡是影响通气空泡表面不稳定的主要因素[8]。龚瑞岩[9]通过自主设计的垂直约束式水下发射平台开展水下航行体单排气孔通气试验，对通气空泡的流动形态变化规律进行了总结。Li等[5]采用边界元法对三维通气空泡进行了研究，结果表明入流速度是影响气泡发展过程的主要因素，通气量和孔口直径对气泡的发展过程有一定的影响。Zhang等[10]和刘涛涛等[4]通过湍流模型对通气空泡流场特性进行研究，结果表明，在回射流与主流的相互作用下，反向旋转的涡对导致了空泡的脱落。

为了形成覆盖于航行体表面的通气空泡，当前……