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小攻角下三维细长体定常空化形态研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2013.10.10
  • 页码:1-9
  • 分类:O175.26[理学—数学;理学—基础数学]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(批准号:50939002)资助的课题.
  • 相关项目:水下爆炸对舰船结构毁伤机理与规律研究
中文摘要:

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。

英文摘要:

In this paper, based on the boundary element method, the cavitation shape of the three-dimensional slender at a small attack angle in a steady flow is simulated through the iterative method, while Dirichlet boundary conditions and Neumann boundary conditions are satisfied in cavitation and slender respectively. The linear triangular elements are adopted and the control points are arranged in grid nodes. The velocity potential for cavity surface is determined through an iterative method in a local orthogonal coordinate system, and then the distribution of cavitation thickness can be determined by the boundary integral equation. To prevent the remeshing operation in the iterative process, the Lagrange interpolation method is used to determine the thickness at the end of cavity. The numerical results are in good agreement with the experimental data. The influence of those on cavitation shape of the three-dimensional slender are investigated, such as cavitation number, attack angle and cone angle. Numerical results show that the cavitation shape of the three-dimensional slender is asymmetric at an attack angle and is analogous to the cavitation stacking in the lee side. While with the decrease in the cavity number or the increase in cone angle, the asymmetry for the cavity shape will be more serious.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876