尾部形状对超空泡射弹尾拍运动影响的数值研究

尾拍运动是超空泡射弹保持水中稳定运动的主要方式。为研究尾部形状对超空泡射弹尾拍运动特性的影响，基于有限体积法和Mixture多相流模型，结合动网格技术构建三维自由尾拍运动仿真模型，比较圆柱弹、尾锥弹、尾翼弹和尾裙弹的尾拍运动特性，分析了在不同初始扰动角速度情况下射弹的固有运动状态特性。研究结果表明：射弹尾拍时，尾部形状会影响尾部沾湿面和尾部沾湿产生的空泡，尾部沾湿表面面积越大或沾湿表面与射弹航行速度方向夹角越大，同攻角下射弹所受的力矩越大，尾拍频率越高，速度衰减越快，在不失稳的情况下，射弹的速度衰减快慢为尾裙弹>圆柱弹>尾锥弹>尾翼弹；4种射弹都存在与射弹的几何形状有关，而与初始扰动角速度无关的固有尾拍运动状态，此状态下射弹尾拍角速度振荡峰值随速度的衰减正比例减小。