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船舶力学2025年第07期:水下超声速射流诱导流场特性三维数值分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王旭刚;曹越;徐嘉;王凡瑜;俞建阳;

单位:哈尔滨工程大学船舶工程学院;北京宇航系统工程研究所;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院;

摘要:为研究喷管进出口不同压比条件下水下回转体尾部喷流流场特征,本文基于VOF多相流模型对超声速射流诱导流场特性展开研究,分析了不同压比下回转体尾部流场形成演化规律和诱导空泡形态分布。研究结果表明:射流尾空泡形态与喷管压比密切相关,低压比射流(喷管未过膨胀)诱导尾空泡呈现出类似超空泡的锥形形态;高压比条件下(压比为11.36,喷管过膨胀)射流受尾涡影响减弱,高压比射流在Kelvin–Helmholtz不稳定性驱动的剪切夹带作用下会演化为脉动射流;脉动射流流场内的“回击”现象和水介质压力扰动会对射流的脉动特性产生“正反馈”;高压比射流转为脉动射流后流道颈缩程度随时间剧烈波动,初始空泡的破碎会使颈缩位置随时间随机分布;高压比射流在压比为21、喷管欠膨胀时,流场脉动特性发生转变,尾空泡形态趋于稳定,回转体底部压力波动幅度降低。

关键词:水下超声速气体射流;;气液两相流;;尾空泡;;数值模拟

基金资助:装备重大基础研究项目(90XXX08)