胡仁海，刘 东，王 帅

(1. 中国船舶集团有限公司第七一三研究所，河南 郑州 450015；2. 河南省水下智能装备重点实验室，河南 郑州 450015；3. 中国舰船研究院，北京 100192)

0 引 言

航行体水下运动时，随着运动速度的不断增大，在航行体壳体上具有最小压力pmin点处，将具有最大的减压系数，且有

式中：p0为航行体上任一点的静水压力；ξmax为最大减压系数；ρ为海水的密度；v0为航行体的运行速度。

由此可见，随着航行体运行速度v0的不断增大，壳体上最小压力点处的压力pmin将不断下降。当pmin下降到某一数值时，便会出现空泡[1]。空泡的产生直接影响航行体的水动力特性及稳定性控制，当空泡进入高压区时，空泡迅速溃灭并产生极高的溃灭压力，对邻近溃灭域的固体壁产生巨大的破坏作用。因此，获取航行体在水中运动时空泡的分布情况对水动力、水下载荷研究具有重要意义，但在实际工程研制中，由于受试验设施、经费、时间等方面条件限制，很难通过试验方法获取。本文利用数值计算方法对某航行体水下不同运动速度的空泡状态进行研究，对该航行体水动力特性及水下载荷研究提供参考。

1 计算模型

1.1 控制方程

本文研究的水下航行体结构具有对称性，计算模型采用二维轴对称模型，以速度入口作为边界条件，假设海水为不可压流体，整个流场以连续性方程和NS方程为控制方程[2]：式中：u和v分别为流体质点在x和y方向的速度分量；p为压力；g为重力加速度。

1.2 空化模型

采用混合物模型对计算模型中多相流进行计算，混合物模型将气、液混合物考虑成一个整体，并对一些本构进行假设。……