王 聪，夏维学，陈超倩

(1. 哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨 150001；2. 海军工程大学兵器工程系，武汉 430033；3. 西北机电工程研究所，咸阳 712099)

0 引言

运动体落水广泛存在于海洋工程、航空航天和日常生活，如船舶撞击、鱼雷入水、飞机水上迫降、滑跳等。本文采用数值方法开展具有初始倾角的圆柱体落水过程多相流动特性和多自由度运动特性研究。

针对运动体落水问题的研究最早见于19世纪末，Worthington[1]针对不同参数的球体、液滴垂直下落撞击自由液面落水的实验研究，分析了落水参数对空泡、水面波纹、回射流水柱、液滴反弹等现象的影响。运动体抨击自由液面瞬间受到瞬时抨击载荷作用[2-3]，该抨击载荷可能导致运动体结构破坏，内部仪器设备失效等问题。为了解决落水撞击问题，May等[4-9]较为系统地研究了小球落水撞击、空泡生成、空泡闭合，空泡溃灭等流动现象，并分析了落水流动机理及其水动力特性[8-9]。Mcgehee等[10]开展了返回舱原型和模型落水实验，定量分析了不同接触角和攻角落水的加速度峰值。何春涛等[11]、路中磊等[12]针对圆柱体低速入水空泡形态特性进行了实验研究，获得了不同速度下空泡闭合与演化规律。Grumstrup等[13]、Yang等[14]使用不同材料球体，开展了低弗劳德数条件下落水实验，解释了运动体落水过程的空泡波纹现象。Bodily等[15]通过在模型内嵌入内测单元，获得不对称亲疏水表面细长体落水加速度和角加速度的时变特性。Truscott等[16-17]、夏维学等[18]进行了大量的旋转小球落水实验，得到了旋转小球落水非对称的空泡演化现象，并分析了低弗劳德数旋转小球产生的水楔、马格努斯效应曲线轨迹等。……