权晓波， 尤天庆， 张晨星， 王凡瑜， 孔德才

(1.中国运载火箭技术研究院， 北京 100076； 2.北京宇航系统工程研究所， 北京 100076)

0 引言

航行体水下垂直弹射出筒后，发射筒内燃气会附着在航行体尾部形成尾空泡[1]。在水下垂直向上运动过程中，尾空泡呈现显著的瞬态振荡演化特性，对周围流动产生明显影响，是航行体水下垂直发射过程的主要多相流动现象[2-3]。

尾空泡发展演化会对水下发射流体动力产生重要影响，对其研究目前主要在压力振荡、演化形态以及气体与水(简称气水)掺混流态3方面进行。在压力振荡研究方面，鉴于尾空泡对航行体轴向弹道的严重影响，研究者基于气泡动力方程对尾空泡压力振荡进行模拟并耦合航行体运动求解，获得与试验吻合较好的压力振荡规律[4-5]。在空泡演化形态方面，研究者基于弹射试验获得的尾空泡演化物理特征认识，基于空泡独立膨胀原理或势流理论，建立尾空泡形态计算模型，获得了出筒速度等因素对空泡演化的影响规律[6-8]。此外基于Navier-Stokes方程的多相流模拟技术发展，使尾空泡形态演化模拟考虑的影响因素更加丰富[2,9]。在尾空泡气水多相流态方面，研究多数聚焦于多相流态对水下喷气射流影响，以及多相流的膨胀断裂等复杂流动现象[10-11]。

水下发射水介质不可压缩流动特性决定了尾空泡演化对流体动力的影响并不局限于航行体尾部。除上述尾空泡3方面影响外，航行体上游物面附近流动也应考虑尾空泡扰动。……