王威
- 作品数：11 被引量：58H指数：4
- 供职机构：哈尔滨工业大学航天学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金黑龙江省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学兵器科学与技术自动化与计算机技术水利工程更多>>
- 侧滑角对超空泡航行体转弯运动沾湿区域的影响被引量：4
- 2020年
- 为了提高通气超空泡航行体在转弯运动过程中空泡和航行体的运动一致性,基于有限体积法和VOF多相流模型,采用动态网格技术对航行体转弯运动的空泡形态特性进行了非定常数值模拟研究。通过对航行体沾湿区域的分析,揭示了沾湿区域形成的原因,利用空化器对空泡轴线的定向效应,提出了合理改变侧滑角减缓沾湿区域出现的具体方法。通过分析侧滑角和侧滑角速度对航行体沾湿区域的影响,提出了超空泡航行体转弯运动过程中,在给定偏航角条件下避免出现沾湿区域的侧滑角和侧滑角速度的适用范围,为进一步研究超空泡航行体机动运动问题提供参考。
- 王威王聪宋武超李聪慧
- 关键词：侧滑角
- 考虑表面润湿性的球体垂直入水空泡及流体动力数值研究（英文）
- 2019年
- 本文通过数值仿真方法对球体垂直入水过程产生的入水空泡形态及流体动力特性开展了研究,重点分析了表面润湿性对球体入水空泡发展过程、运动轨迹、速度、加速度及流体动力的影响.文中数值方法基于Navier-Stokes方程,采用VOF模型捕获相界面,并通过CSF方法引入表面张力及表面接触角.结果表明,数值结果与文献实验结果吻合良好,验证了数值方法的有效性;由于亲水性球体入水后不产生空泡,压差阻力较小,因此下落速度更快,而疏水性球体下落较缓慢;当入水空泡掐断时,将对球体产生短暂的冲击作用,使球体运动速度发生突变;在入水过程初始阶段,球体表面上的液体薄层运动是导致入水空泡形成的关键因素:对于亲水性球体,流体薄层沿球体表面向上运动并在球体顶点汇聚,此时不产生入水空泡;对于疏水性球体,液体薄层与球体分离,形成入水空泡.
- 孙钊曹伟王聪王威
- 关键词：多相流数值模拟流体动力
- 不同头型回转体低速倾斜入水过程流场特性数值模拟被引量：11
- 2017年
- 基于有限体积法和VOF多相流模型求解气、水两相流动的RANS方程,结合动网格技术,对回转体低速倾斜入水过程进行数值模拟研究.通过将数值计算结果与试验数据进行比较,验证了数值计算方法的有效性.基于该方法对不同头型回转体低速倾斜入水过程进行分析,得到不同头型条件下回转体入水空泡形态发展规律、回转体运动特性及流体动力特性变化规律.研究结果表明:同一入水深度,入水空泡直径和流场中最小压力值随着回转体头部锥角的增加而增大;不同头型回转体,锥头母线同一位置处压力随着头部锥角的增加而增大;回转体阻力系数与其头部锥角大小直接相关,锥角较大时,阻力系数也较大,速度衰减也较快.
- 宋武超王聪魏英杰王威
- 关键词：回转体头型空泡数值模拟
- 周期性阵风流作用下通气超空泡的仿真研究被引量：3
- 2018年
- 建立周期性阵风流作用下的计算网格模型,得到阵风流作用下的多相流特性,并通过试验数据对比验证了该模型的正确性。基于所建立的模型,通过数值模拟研究了阵风流作用下通气超空泡的变化特性。研究结果表明:流场上游布置的阵风发生器周期性摆动可以在下游流场中产生阵风流动,阵风发生器频率越高,阵风流波长越小、波幅越大;来流速度越大,阵风流波长越大,波幅越大。流场下游的通气超空泡受到阵风流的作用发生变形,阵风发生器频率越大,超空泡变形越大;来流速度越大,超空泡形态越稳定;阵风流长波对超空泡形态的影响较短波小。空化数受到阵风流的影响而出现周期性变化,超空泡尾部泄气方式也随之出现变化,空化数变大时,超空泡尾部回射流的动量变大,影响了空泡尾部的双涡管泄气方式。
- 王威王聪杜严锋李聪慧
- 关键词：通气超空泡数值模拟
- 周期性阵风流对通气航行体超空泡形态及流体动力特性影响被引量：4
- 2019年
- 使用动态网格技术,数值模拟研究了周期性阵风流对通气航行体的超空泡形态和流体动力特性影响。首先通过数值计算的结果与实验数据对比,验证了动态网格技术数值模拟周期性阵风流的可行性,然后基于该模拟方法分析了周期性阵风流作用下通气超空泡航行体的空泡形态演化过程及流体动力变化特点。结果表明:在周期性阵风流作用下,通气航行体的超空泡形态呈现周期性变化,航行体沾湿区域的大小和位置也随之发生变化,进而引起了流体动力系数的周期性变化;航行体沾湿区域的阻力占总阻力的比例随着沾湿面积的增加而增大;沾湿区域升力占总升力的比例较大,沾湿区域的空泡闭合线附近存在高压区,使得沾湿区域的面积虽小,但却可以为航行体提供很大的升力。
- 王威王聪李聪慧杜严峰
- 关键词：通气超空泡流体动力
- 表面特性对水下航行器流体动力的影响研究被引量：1
- 2015年
- 为进一步优化水下航行器头型设计,通过水洞试验对不同表面特性的水下航行器模型进行了试验研究,对比分析了凹槽、凹坑和光滑头型对水下航行器流体动力的影响,分析了不同表面特性下的自然空泡形态、空泡的周期性波动及阻力系数,得到以下结论:在相同空化数条件下,光滑头型水下航行器具有更好的抗空化特性,而凹槽和凹坑头型则更加容易产生空化并形成完整透明的局部空泡;光滑头型形成的空泡不稳定且不易被观察到,凹槽和凹坑头型的空泡较稳定且呈现周期性波动;在一定速度范围内,凹槽头型和凹坑头型具有较好的减阻效果,当速度为12.8 m/s时,凹槽和凹坑头型的减阻量分别达到5%和8%。该研究可为水下航行器头型的优化设计提供理论参考。
- 王在铎王威张孝石
- 关键词：水下航行器表面特性水洞试验空泡减阻
- 纵平面回转运动通气超空泡形态及压力特性被引量：1
- 2019年
- 通气超空泡技术是提高水下航行体运动速度的一种新兴技术,为研究通气超空泡在航行体纵平面回转过程中的机动性问题,本研究基于有限体积法,采用VOF多相流模型和RNG k-ε湍流模型,利用数值模拟软件Fluent建立了非定常通气超空泡流动的三维计算模型.通过求解多相混合物的雷诺平均Navier-Stokes方程,分析了空化器模型纵平面回转运动过程的非定常多相流动特性,得到了纵平面回转运动条件下通气超空泡的形态变化及其与空泡周围压力分布的关系.计算结果表明:通气超空泡在回转运动过程中受到离心力作用而产生弯曲变形,空泡轴线与航行体运动轨道有逐渐重合的趋势;向下回转时空泡最大直径逐渐减小,向上回转时最大直径逐渐增大;相较于向上回转运动,纵平面回转半径对向下回转运动的空泡形态存在较大影响,且空泡尾部闭合位置的偏转方向不一致,向下回转时空泡尾部发生外漂,向上小角度回转时空泡尾部发生内漂;由于离心力以及空泡轴向的逆压梯度限制,向上回转过程空泡长细比显著增大,向下回转过程空泡长细比缓慢减小.
- 李聪慧王聪王威张成举
- 关键词：通气超空泡
- 球体入水空泡动态特性被引量：2
- 2018年
- 为研究球体低速入水的空泡特性以及空泡的形成对球体运动特性的影响,基于独立膨胀原理对充分发展后的空泡形态建立了理论模型,采用高速相机对不同速度的球体入水过程进行拍摄,观察球体入水从没有空泡到空泡充分发展的过程,分析了空泡的形成对球体后方射流的影响以及空泡对球体的运动特性的影响,研究了空泡的动态特性.结果表明,在球体入水没有形成空泡时,球体后方的射流以水柱的形式向上溅射;在形成稳定的空泡后,在空泡表面闭合前射流向四周溅射,空泡表面闭合后射流主要向上溅射.由于球体入水速度的变化、入水空泡的形成以及入水撞击时冲击力的影响,球体的加速度变化比较复杂,球体的阻力系数受到入水空泡的影响而明显减小.用建立的空泡形态理论模型得到了入水空泡截面积随时间的变化,并与实验结果进行了对比,对比结果显示了较好的一致性,分析表明不同深度处空泡从发展到破灭的时间大致相同,深度较小处的空泡截面积较大.
- 杜严锋王聪李佳川王威
- 关键词：射流
- 超空泡航行体转弯运动多相流场特性被引量：5
- 2018年
- 为研究超空泡航行体转弯运动过程中多相流特性的变化规律,基于有限体积法和VOF多相流模型求解RANS方程,并结合动网格技术,对超空泡航行体转弯运动过程进行了非定常数值模拟研究.通过将数值模拟结果与基于Logvinovich独立膨胀原理的计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的有效性.利用数值模拟方法分析了航行体模型的转动中心对航行体转弯运动过程中空泡形态演化过程的影响,并且研究了转弯运动的轨迹半径对航行体流体动力的影响.结果表明:采用动态网格的数值模拟方法可以更好地对超空泡航行体转弯运动的空泡形态进行仿真,航行体的转动中心对航行体的转弯半径内侧还是外侧表面先出现沾湿区域有重要影响;航行体的流域环境在重力和惯性力的共同作用下使得超空泡尾部形态呈倾斜的双涡管分布;转弯运动过程中,航行体表面刚出现沾湿区域的时候,航行体流体动力会出现一个小幅度波动,随着沾湿区面积的增加,流体动力逐渐趋于平稳,转弯运动的轨迹半径对航行体流体动力有重要影响,转弯半径越小,影响越大.
- 王威王聪魏英杰
- 关键词：动态网格流体动力
- 分数阶系统的最优Oustaloup数字实现算法被引量：28
- 2010年
- 控制系统通常无法用确定的解析表达式表达,所以需要利用滤波器来近似数字实现分数阶微积分.为此,提出一种新的分数阶系统数字实现算法——最优Oustaloup数字实现算法,通过最优算法寻找滤波器最优参数,在频率段内实现分数阶系统模型的高拟合精度.实例仿真结果表明,该算法在频率响应中的幅频特性及相频特性均优于Oustaloup及其改进算法.
- 齐乃明秦昌茂王威
- 关键词：分数阶系统数字实现
