头部流线型回转体倾斜入水砰击流场和运动特性试验研究

发布时间：2024-03-15 18:44

　　针对流线型回转体倾斜入水问题开展了试验研究,选取了3种回转体的入水角度,分别为45°,60°,75°,根据试验结果对入水空泡、喷溅皇冠的形态以及回转体的运动特性和受力情况进行了分析.试验结果表明,回转体入水角度增大会对喷溅皇冠的抑制作用减弱,使喷溅皇冠的体积增大,同时使得入水空泡在迎水侧和背水侧壁面的不对称性减弱.入水角度越大时回转体尾部空泡的形成时刻越晚,当入水角度足够小时头部与尾部的附着空泡会分别脱落.回转体入水角度越大,在水中运动时所受的合力越小,加速度也越小.相较于头部为流线型时,回转体头部为平面时会发生更剧烈的流动分离.

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【部分图文】：

图1试验装置示意图

在一定的高度释放回转体,保证回转体的初速度一致,通过调节释放机构的角度可以开展不同角度下的回转体入水试验.本文将释放高度保持在距离自由液面1.25m,相当于回转体的入水初速度为4.95m/s.将回转体轴线与自由液面所夹锐角规定为回转体的入水角度,本文选取的入水角度分别为45°....

图4头部流线型回转体75°角倾斜入水过程空泡形态变化

通过以上分析可以得出:随着回转体入水角度的增加,由于迎水面一侧的壁面对喷溅皇冠的抑制作用减弱,喷溅皇冠的体积增大;同时,由于迎水面和背水面的压力分布变得均匀,使得入水空泡在迎水面一侧和背水面一侧壁面的不对称性减弱;回转体尾部空泡的形成也与入水角度有关,入水角度越大回转体尾部空泡的....

图2头部流线型回转体60°角倾斜入水过程空泡形态变化

图2给出了流线型回转体在60°入水角度下的空泡演化过程,通过该工况分析回转体倾斜入水过程的特点.回转体头部砰击自由液面后,由于回转体的运动具有不对称性,且回转体抑制了迎水面一侧喷溅皇冠的向上发展,因而自由液面上方形成了一个不对称的喷溅皇冠,皇冠顶部向背水侧倾斜.同时,自由液面下方....

图3头部流线型回转体45°角倾斜入水过程空泡形态变化

图3为回转体在入水角度为45°时的入水过程.可以看到该工况下具有与60°入水角度工况下相似的现象,但具体细节有较大差异.两种工况下喷溅皇冠均呈现出不对称的特征,但45°下这种不对称性更加明显,由于回转体的倾斜角度较大,喷溅皇冠受到的抑制作用更强,喷溅皇冠的体积相较于60°下小了很....

本文编号：3928705