通气航行体表面压力脉动特性实验研究

张孝石， 王 聪， 张耐民， 赵成功

(1. 哈尔滨工业大学 航天学院, 哈尔滨 150001； 2. 北京宇航系统工程研究所， 北京 100076)

通气航行体表面压力脉动特性实验研究

张孝石1， 王 聪1， 张耐民2， 赵成功1

(1. 哈尔滨工业大学 航天学院, 哈尔滨 150001； 2. 北京宇航系统工程研究所， 北京 100076)

通过水洞实验对水下通气航行体云状空泡进行了实验研究，对比分析了不同空化数下航行体表面压力脉动特性。为了研究通气空化的脉动特性，通过动态测力系统测量了航行体表面的压力，并对压力信号进行了频谱分析，得到了通气航行体表面压力在不同空化数下通气空化的频域特征。实验得到以下结论：通气空泡形态与其对应的表面压力脉动特征随着空化数的变化存在明显不同的非定常特性，通气空化流场形态与表面压力脉动特征频率有较高的相关性。并且不同空化数下通气空化压力脉动主要是由大尺度空泡周期性脱落引起，表面压力的特征频率与空泡的断裂脱落相对应；随着空化数的减小，航行体平均表面压力峰值逐渐增大，空泡脱落后表面压力波动逐渐趋于平缓。

水下航行体； 水洞实验； 空泡脱落； 稳定性； 频域分析； 脉动特性

水下航行体高速运动过程中，当航行体周围的环境压力低于饱和蒸汽压时，航行体周围会产生明显的空化现象。空化产生的空泡发生断裂、脱落和溃灭，导致航行体表面有较大压力波动，影响航行体周围流场的稳定性，在出水过程中由于空泡的溃灭也会形成较大载荷。……