浅水波浪场中超空泡的流体动力特性研究

项目名称： 浅水波浪场中超空泡的流体动力特性研究

项目编号： No.11372185

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈鑫

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 90万元

中文摘要： 运用超空泡技术可发展浅水中（如近海区域）执行运输任务的高速水下舰艇或实施打击任务的高速水下武器。但是，一方面，刚性水底面和自由水表面会对空泡流动产生边壁效应；另一方面，浅水波浪场构成复杂的海洋水动力环境，空泡流势必与之发生强烈的相互作用。在一定条件下可显著改变空泡形态、水下航行体受力状况，进而影响航行体运动姿态和稳定性。 本研究将基于Reynolds平均Navier-Stokes方程，进一步改善空化模型和造波、消波技术，实现航行体6自由度运动和复杂多相流场的耦合计算，建立可用于模拟浅水波浪场中空泡流动问题的数学模型和数值求解方法。结合理论分析和数值模拟，研究在不同几何、流动条件下边壁效应对空泡形态和水动力参数的影响规律；揭示空泡流与波浪场之间相互作用的复杂现象和产生机理。 通过本研究，可望拓宽空泡流问题的研究范围，为未来发展浅水中的高速水下航行体提供相关的理论依据、研究手段及参考数据。

中文关键词： 超空泡；浅水；波浪；水动力；多相流

英文摘要： By using supercavitation technique, the high-speed underwater vessels for transportation mission and the high-speed underwater weapon for attack mission could be developed in shallow water, such as littroral zones. However, on the one hand, both free wate

英文关键词： supercavity；shallow water；wave；hydrodynamics；multiphase