水下航行体双空泡相互作用数值模拟研究

何振民，唐 力，张 哲，蔡晓伟，王宝寿

（中国船舶科学研究中心 水动力重点实验室，江苏 无锡，214082）

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水下航行体高速运动时头肩部、表面突起等位置压力急剧降低会产生自然空泡，火箭发动机的高速燃气喷流在航行体尾部形成包含不可凝结气体的燃气泡，人工通气、高速出入水等也会产生空泡。

为适应水下航行体向大水深、超高速、大机动、跨介质等方向发展的技术要求，弹体上的各种翼、舵、多级锥、尾裙等水动力部件越来越多，外形也不一定再是对称回转体，这就使得弹体表面的流动形态越来越复杂，在不同位置出现不同空泡的机会也越来越多。这些部位的不同空泡在生成、演化过程中存在复杂的相互作用。

双空泡相互作用作为最基本的多空泡作用形式，是水下航行体发射、出入水和水下巡航过程中的重要现象。一些学者已经对水下双空泡作用问题进行了研究。姚熊亮等[1]人针对水下爆炸过程中的气泡问题，开展了单空泡、双空泡演化的数值和试验研究，指出气泡之间的排斥和吸引抑制了气泡的运动。戚定满等[2]应用边界元方法研究2个大小不同的相邻空泡的演化，讨论了泡间距离、两泡的相对大小对演化过程的影响。陈玮琪等[3]对水下发射航行体空泡、气泡和自由面的相互影响进行了理论研究，建立了自由面影响下的气团和空泡相互耦合的动力学模型。陈玮琪等[4]还基于试验结果，建立了有攻角条件下非对称空泡发展和两空泡接触过程中的水动力模型。……