通气空泡流特性及减阻机理的多尺度研究

项目名称： 通气空泡流特性及减阻机理的多尺度研究

项目编号： No.51406230

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 向敏

作者单位： 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 实验研究表明通气空泡可以实现水下航行体高效减阻（减阻90%以上），然而，由于通气空泡形成过程中存在界面波动、自由面掺气、非定常泄气等多尺度、高湍流度、高度非线性现象，其对航行体水动力、稳定性和噪声特性的影响仍有待深入研究。本项目拟采用实验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法对通气空泡流特性及其减阻机理进行多尺度研究。建立气液两相流多尺度数值计算模型对精细流场结构进行预测，同时，采用高速摄影仪和颗粒/液滴图像分析（PDIA）系统对空泡形态和气泡流参数等进行准确测量，验证数理模型，进而分析通气空泡自由面掺气机理，揭示大尺度空泡、微尺度气泡及航行体间相互作用规律，总结空泡形态变化和气泡流参数分布特性，建立与航行体水动力和噪声特性相关的性能参数预估模型，为通气空泡航行体的高速、稳定、低噪运行提供理论指导。

中文关键词： 空化；多尺度模拟；减阻；自由面掺气；多相流

英文摘要： Experimental research have proved that high efficent drag reduction (over 90%) could be achieved for ventilated cavitating underwater vehicle. However, due to the accompanied multiscale, strong turbulent and highly non-linear phenomenas such as the free-s

英文关键词： cavitation；multiscale simulation；drag reduction；free surface air entrainment；multiphase flow