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小攻角下三维细长体定常空化形态研究

张忠宇 姚熊亮 张阿漫

小攻角下三维细长体定常空化形态研究

张忠宇, 姚熊亮, 张阿漫
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  • 基于边界元方法, 使空泡表面和细长体表面分别满足Dirichlet 边界条件和Neumann边界条件, 数值迭代获得小攻角下三维细长体的定常空化形态. 采用线性三角形单元, 将控制点布置在网格节点上, 应用局部正交坐标系并采用迭代方法获得空泡表面的速度势, 进而通过边界积分方程确定空泡厚度的分布. 采用拉格朗日插值方法得到空泡末端的厚度, 避免了迭代过程中网格的重新划分. 数值结果与实验值符合良好, 验证了该方法的合理性. 系统研究了空化数、攻角以及锥角对于三维细长体空化形态的影响规律. 数值结果表明: 攻角使得细长体的空化形态呈现不对称性, 出现空泡向背流面“堆积”的现象; 而空化数越小或锥角越大, 空泡形态的不对称性将越严重.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号: 50939002)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-21
  • 修回日期:  2013-07-17
  • 刊出日期:  2013-10-05

小攻角下三维细长体定常空化形态研究

  • 1. 哈尔滨工程大学船舶工程学院, 哈尔滨 150001
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目(批准号: 50939002)资助的课题.

摘要: 基于边界元方法, 使空泡表面和细长体表面分别满足Dirichlet 边界条件和Neumann边界条件, 数值迭代获得小攻角下三维细长体的定常空化形态. 采用线性三角形单元, 将控制点布置在网格节点上, 应用局部正交坐标系并采用迭代方法获得空泡表面的速度势, 进而通过边界积分方程确定空泡厚度的分布. 采用拉格朗日插值方法得到空泡末端的厚度, 避免了迭代过程中网格的重新划分. 数值结果与实验值符合良好, 验证了该方法的合理性. 系统研究了空化数、攻角以及锥角对于三维细长体空化形态的影响规律. 数值结果表明: 攻角使得细长体的空化形态呈现不对称性, 出现空泡向背流面“堆积”的现象; 而空化数越小或锥角越大, 空泡形态的不对称性将越严重.

English Abstract

参考文献 (24)

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