超空泡航行器扩张尾裙流体动力特性试验研究

王科燕 1; 邓飞 1; 张衡 2; 冯潇涛 3; 赵建鹏 1

doi:10.7652/xjtuxb201601009

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超空泡航行器扩张尾裙流体动力特性试验研究

更新时间：2025-07-09

- 超空泡航行器扩张尾裙流体动力特性试验研究
- Experimental Research on Hydrodynamic Characteristics of Supercavitating Vehicle Expansion Sterns
- 西安交通大学学报 2016年50卷第1期页码：53-58
- 作者机构：
  
  西北工业大学航海学院,西安,710072
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2015-04-08。作者简介: 王科燕(1989-),女,硕士生;邓飞(通信作者),男,副教授。基金项目: 国家重点基础研究发展计划资助项目(A2720060294)
- DOI：10.7652/xjtuxb201601009
  中图分类号： O35
- 网络首发：2016-01-10，
  
  纸质出版：2016
- 稿件说明：
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王科燕 1, 邓飞 1, 张衡 2, 等. 超空泡航行器扩张尾裙流体动力特性试验研究[J]. 西安交通大学学报, 2016,50(1):53-58.

Experimental Research on Hydrodynamic Characteristics of Supercavitating Vehicle Expansion Sterns[J]. 2016, 50(1): 53-58.
王科燕 1, 邓飞 1, 张衡 2, 等. 超空泡航行器扩张尾裙流体动力特性试验研究[J]. 西安交通大学学报, 2016,50(1):53-58. DOI： 10.7652/xjtuxb201601009.

Experimental Research on Hydrodynamic Characteristics of Supercavitating Vehicle Expansion Sterns[J]. 2016, 50(1): 53-58. DOI： 10.7652/xjtuxb201601009.

摘要

为了研究超空泡航行器扩张尾裙的流体动力特性

采用模块化设计方法设计了5种不同外形的扩张尾裙试验模型

并在11 m/s恒定水洞水速下通过调节通气系统控制通气流量、改变模型气泡包层内压力和通气空化数

分别对系列不同结构参数的扩张尾裙模型进行了超空泡流体动力特性的比对试验研究。试验中分析了不同的通气量、半锥角(2°

4°

6°)和底面直径(Φ43 mm

Φ45 mm

Φ47 mm)的扩张尾裙对空泡尾部闭合流型的影响规律

讨论了沾湿面变化规律对航行器尾部流体动力特性的影响。结果表明

扩张尾裙的阻力系数、升力系数都随着半锥角(尾裙底径)的增大而增大

相对而言对阻力的变化更敏感

升力方向变化率较小。该结果对进一步深入开展头部空化器、尾裙控制面与推力矢量配合的流体动力布局设计提供了有力的技术支撑。

Abstract

To investigate the hydrodynamic characteristics of supercavitating vehicle expansion sterns

a series of 5 expansion stern models with different shapes have been designed with modular method. Under the constant water tunnel speed of 11m/s

the ventilation quantity of ventilation device is adapted and controlled to modify the inner pressure of the model bubble layer and the ventilation cavitation coefficient. Then a serial of supercavitation hydrodynamic characteristics comparison experiments for expansion stern models with different structure parameters is conducted in water tunnel. The characteristics that how the sterns affect the closed shape of the supercavitation are analyzed

with different ventilation quantity

different expansion stern half cone angles(2°

4°

6°)and different expansion stern diameters(Φ43 mm

Φ45 mm

Φ47 mm). The relationship between the fluid force and the wetted area of the sterns is discussed. The experimental results show that the drag coefficient and the lift coefficient increase with the increasing half cone angle and the diameter of the expansion stern. Compared with the lift direction

the drag coefficient gets more sensitive to the change of the cone angle and diameter of sterns. This result supports the further research on hydrodynamic layout design with the head cavitator

expansion stern control plane and thrust vector.

关键词

Keywords

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