水下航行体肩部附着空泡动力学及水动力特性

当水下航行体快速出筒时，筒口附近的残留气体会围绕航行体肩部形成附着空泡。该空泡显著影响航行体的运动稳定性和水动力载荷。在本研究中，通过数值模拟研究了附着空泡的形成机制，并评估了不同头部形状对瞬态流场演化及航行体水动力性能的影响。结果表明，肩部的流动分离引发了附着空泡的发展。随后空泡的脱落诱发了周期性发夹涡和强烈的压力脉动。随着肩部几何形状变得更加流线型，空泡内的气体体积减小，不对称性更加明显，且空泡脱落模式发生改变。主脱落频率呈增加趋势，而幅值减小，表明向更不稳定的流动状态转变，中间构型可能表现出多尺度脱落共存的过渡状态。这种复杂的空泡演化直接影响了航行体的总体水动力载荷特性。本研究为水下航行体多相空化流预测和运动稳定性设计提供了重要参考。