2011年水下航行体超空泡形态控制的数值模拟研究

本文主要探讨了水下航行体在非稳态条件下超空泡外形控制的数值研究，发表于2011年12月的《哈尔滨工程大学学报》。作者胡晓、高业和熊永亮针对传统的变阻力空化器进行了深入研究，利用FLUENT 6.2软件的动态网格技术进行模拟分析。 研究的核心目标是理解航行体空泡形态如何随空化器阻力的变化而变化，特别是对于不同中心锥角的变阻力空化器，作者通过数值模拟对比了它们的阻力系数和空泡外形。值得注意的是，他们的计算结果显示阻力系数的预测与实验数据有良好的一致性，这验证了模型的准确性。 接着，文章进一步研究了传统控制策略下空泡外形的响应速度问题。发现空泡尺寸的变化相较于阻力系数的改变存在一定的滞后性，这意味着在设计控制策略时需要考虑这一特性，以实现更有效的空泡管理。 最后，研究人员提出了创新的可变侧向力空化器控制方案。这个新设计允许空化器的上半周部分在运行过程中产生侧向力，当这部分突出直径0.1D时，竟然能够提供相当于整体阻力30%的升力。这种新型控制方法展现了潜在的性能提升潜力，对于优化水下航行体的机动性和能源效率具有重要意义。 该研究的关键词包括可变空化器、空泡流、变阻力、动态网格和数值模拟。这些关键词反映出文章的主要研究内容和技术手段。整个研究不仅深化了对非稳态条件下水下航行体空泡行为的理解，也为相关领域的工程实践提供了宝贵的理论支持和设计指导。