Высокоскоростное движение цилиндрических тел в воде — формирование кавитационной полости
Авторы: Фёдоров С.В., Велданов В.А., Федорова Н.А.
Опубликовано в выпуске: #1(13)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-1-570
Раздел: Машиностроение | Рубрика: Летательные аппараты
На основе численного моделирования в рамках двумерной осесимметричной задачи гидродинамики идеальной сжимаемой жидкости исследована динамика формирования кавитационной полости за движущимися в воде цилиндрическими телами с различной формой головной части при скоростях движения от 400 до 2000 м/с. С учетом результатов расчетов и экспериментальных данных предложена простая модель исследуемого процесса, базирующаяся на задаче об инерционном расширении сферической полости в идеальной несжимаемой жидкости. Показано, что захлопывание кавитационной полости при движении тела в жидкости с противодавлением может сопровождаться кумулятивными явлениями с формированием высокоскоростной струи жидкости, направленной вдогон тела.
Литература
[1] Велданов В.А., Смирнов В.Е., Хаврошкин О.Б. Лунный пенетратор: снижение перегрузок, управление прониканием // Астрономический вестник. 1999. Т. 33, № 5. С. 490–494
[2] Киселев Ю.Г., Копытов Г.Ф., Могилев В.А., Чепис Д.В. Особенности развития каверны при наклонном входе цилиндра в воду // Сб. докл. II Научн. конф. Волжского регионального центра РАРАН “Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения”. Саров: РФЯЦ– ВНИИЭФ, 2003. С. 234–238
[3] Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. 840 с.
[4] Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников Г.А. и др. Высокоскоростное взаимодействие тел. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 600 с.
[5] Физика взрыва: в 2 т. / С.Г. Андреев, А.В. Бабкин, Ф.А. Баум и др.; ред. Л.П. Орленко. Т. 2. М.: Физматлит, 2002. 656 с.
[6] Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М. Метод крупных частиц в газовой динамике. М: Наука, 1982. 392 с.
[7] Оран Э., Борис Дж. Численное моделирование реагирующих потоков. М.: Мир, 1990. 660 с.
[8] Велданов В.А., Марков В.А., Пусев В.И. и др. Расчет проникания недеформируемых ударников в малопрочные преграды с использованием данных пьезоакселерометрии // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. Вып. 7. С. 94–104
[9] Федоров С.В., Велданов В.А., Васюков В.И. Расчет движения цилиндра в воде в кавитационном режиме // Сб. материалов III Научн. конф. ВРЦ РАРАН “Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения”. Саров: РФЯЦ–ВНИИЭФ, 2004. Т. 2. С. 555–566