施瑶 刘振鹏 潘光 高兴甫

(西北工业大学航海学院,西安 710072)

(无人水下运载技术工业和信息化部重点实验室,西安 710072)

引言

空投航行体与火箭助飞航行体等跨介质航行体因其具有投送距离远、突防能力强、隐蔽性高等优势,成为了各国军事装备发展的重点研究对象.然而,这类航行体现有的壳体强度在作业过程中很难承受得住高速入水所带来的巨大冲击载荷,如何降低与限制作用在航行体上的冲击载荷,保护航行体的结构安全一直是制约新型航行体研制的“卡脖子”问题.

对于结构物入水问题的研究通常基于理论分析、数值模拟与实验测试3 种方法.入水理论研究始于冯·卡门,他基于势流理论,采用附加质量代替入水冲击过程的流体作用,并根据动量守恒定律获得了流体对结构的冲击压力.后续又有学者对入水方面的相关理论进行延伸与拓展,将水波影响修正因子、自由液面线性化处理方法[1]、入水弹道学和超空泡流体动力理论[2]、流体弹性[3]以及能量守恒[4]等相关理论引入进来.理论分析方法是人们研究入水问题最早采用的一种较为科学的方法,也是最根本的方法,但是其在求解一些问题时往往需要引入一些假设,且现如今还没有一种十分完备的理论能够较好地解答入水过程中所出现的种种问题.随着计算机技术的突飞猛进,数值模拟技术逐渐成为人们研究入水问题的主流手段.现在人们研究入水问题的……