王浩宇，李木易，程少华，张晨星

(1.海装重大专项装备项目管理中心，北京 100071；2.北京宇航系统工程研究所，北京 100076)

0 引言

航行体经由空气介质穿越水空界面，进入水中的过程称为入水过程。入水过程中固、液、气耦合作用产生入水冲击、空泡多相流动、自然空化等一系列复杂物理现象。自然界与工程应用中的很多现象均与入水问题相关，如翠鸟入水捕鱼、蛇及蜥蜴水面行走、鱼雷空投入水、水上飞机水面着陆、船舶海浪抨击、火箭助推器及航天器海上回收等。在工程项目研制的推动下，工程师和学者针对入水问题开展了大量的研究工作。根据关注力学效应的不同，对入水问题的研究可分为3个方向：入水冲击、入水空泡和入水弹道。根据研究手段的不同，对入水问题的研究可分为3个方面：理论研究、实验研究和数值仿真研究。

由于入水过程中的流体动力具有高度的非线性和非定常性，采用理论模型对入水过程进行精确地描述较为困难。因此入水问题的早期研究多以实验手段开展。早在1883年，为增加炮弹的射程，法国海军曾研究过弹丸在水面上的跳弹过程[1]。最早系统地对航行体入水开展实验研究的是英国学者Worthington等[2]，其通过高速闪光相机对球体落入液体中所产生的喷溅进行了拍摄，得到大量的球体入水图像。对入水问题的实验研究主要关注不同外形航行体入水过程中的入水冲击、入水空泡的动态演化以及入水弹道特性。在大量实验数据的基础上，通过对入水流动采取合理的假设，学者们得到了入水冲击力等物理量的理论计算公式以及空泡形态发展演化的理论模型，揭示了航行体入水过程中的流动机理。……