超空泡流动结构与稳定性研究

应用超空泡原理达到水中兵器减阻和突破速度极限的目的，发展新型高速与超高速水中兵器，是世界先进大国极为关注的重大课题。其中关键技术的突破，依赖于对复杂超空泡流动现象及其机理的认识和把握。.本研究项目将通过理论分析、数值模拟与机理试验，对超空泡流动结构、稳定性以及超空泡降阻机理等关键科学问题开展研究。深入认识超空泡穴内流动结构特征和尾部流动特性；建立超空泡形态特征与稳定性的分析方法和判据；发展超空泡流动研究的试验技术和数值模拟方法，研制具有自主产权的复杂超空泡流动的计算软件。.本项目的研究成果将为发展我国的超空泡水中兵器的研究提供重要的基础数据、理论依据和技术手段，为海军新一代主战武器的设计和研制打下基础。

本项目按照计划书的要求，对超空泡流动的结构与稳定性相关科学问题进行了深入研究，全面完成了计划的研究任务, 实现了本项目的总体目标。. 本项目在空泡水洞中开展了超空泡流动特性和超空泡航行体尾部击水的试验，在水槽中实施了带安定翼面的带空泡模型的有动力自由航行试验。在机理试验的基础上，建立了气、汽、液非定常三维超空泡流动的数值模拟方法，开发了相应的具有自主产权的计算软件。. 通过大量情况的试验研究、数值计算与理论分析，对超空泡流动稳定性、超空泡流动结构、超空泡航行体的尾击水特性及运动稳定性等问题开展了深入研究，掌握了丰富的计算结果与试验数据，归纳了流动特性与规律。深化了对于复杂气、汽、液多相超空泡流动现象与机理的认识，完善与发展了超空泡流动结构与稳定性实验的试验平台和测试技术；建立了超空泡航行体稳定性的分析方法和控制方法。. 本项目研究成果可为高速水中航行体的流体动力设计与研发提供基础数据、理论依据和技术支持。其中部分成果已经应用于工程部门用于解决水动力学关键技术问题。已发表论文69篇，其中SCI、EI和ISTP检索的论文分别为10、34和8篇；研究成果在国际与国内学术会议上交流9次与8次。培养博士生15名，硕士生7名，博士后1名。获省部级科技进步奖4项；登记软件著作权2项。