倾斜放置圆柱体入水流体动力特性实验研究

夏维学，王 聪，李佳川，侯东伯

(哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001)

符号说明

ax—水平方向加速度

ay—竖直方向的加速度

A—圆柱体底面积

Ax—无量纲水平方向的加速度

Ay—无量纲竖直方向的加速度

Cd—阻力系数

Cl—升力系数

CM—力矩系数

D—圆柱体直径

Ecr—临界容差

fb—圆柱体头部压差力

fs—圆柱体侧表面压差力

Fd—阻力

Fl—升力

Fv—水动力竖直方向的分力

Fh—水动力水平方向的分力

g—重力加速度

h—圆柱体释放高度

Ix，Iy，Iz—圆柱体在x，y，z方向的转动惯量

lc—高速相机镜头到水箱前壁面的距离

lt—运动体到水箱前壁面的距离

L—圆柱体长度

m—圆柱体质量

M—力矩

n—水的折射率

N—测量点数量

t—圆柱体入水时间

T—无量纲时间

U—无量纲水平方向的速度

U*—圆柱体瞬时速度

v0—圆柱体初始速度

vx—水平方向速度

vy—竖直方向速度

V—无量纲竖直方向的速度

x—水平方向位移

xmeasure—测量坐标点到相机镜头的距离

xreal—实际距离

X—无量纲水平方向位移

y—竖直方向位移

Y—无量纲竖直方向位移

α—圆柱体倾角

α0—圆柱体初始倾角

γ—接触角

ε—测量误差

θv—圆柱体俯仰角

Θ—无量纲角加速度

Λ—无量纲圆柱体倾角

ν—水介质运动黏度

ρ—水介质密度

Ω—无量纲角速度

入水过程是指运动体从空气域以一定的速度穿越自由液面进入水域的过程.运动体入水过程中能量以压力波的形式传递给周围的水介质，获得能量的水介质克服流体背压向外运动，形成入水空泡.同时在砰击自由液面瞬间，运动体受到非常大的脉冲压力，可能导致运动体的结构破坏、入水弹道失稳等.运动体入水在……