Компьютерное моделирование динамики суперкавитирующих тел

Abstract

Предлагается способ теоретического исследования устойчивости движения высокоскоростных суперкавитирующих моделей "в целом" путем его прямого компьютерного моделирования. Описана принятая математическая модель, основанная на принципе независимости расширения сечений каверны и учитывающая гидродинамическое взаимодействие модели с внутренней границей каверны. Дана краткая характеристика компьютерной программы STAB. Компьютерное моделирование подтвердило возможность самостабилизации суперкавитирущих моделей путем рикошетирования их хвостовой части от внутренних границ каверны. В экспериментах действие данного механизма самостабилизации проявляется в периодических возмущениях поверхности каверн, которые зафиксированы скоростной киносъемкой.

Пропонуєтся спосiб теоретичного дослiдження стiйкостi руху високошвидкiсних суперкавiтуючих моделей "в цiлому" шляхом його прямого комп'ютерного моделювання. Описана прийнята математична модель, яка грунтується на принципi незалежностi розширення перерiзiв каверни i враховує гiдродинамiчну взаємодiю моделi з внутрiшньою границею каверни. Дана стисла характеристика комп'ютерної програми STAB. Комп'ютерне моделювання пiдтвердило можливiсть самостабiлiзацiї суперкавiтуючих моделей шляхом рикошетування їх хвостової частини вiд внутрiшнiх границь каверни. В експериментах дiя даного механiзму самостабiлiзацiї проявляється в перiодичних збуреннях поверхнi каверни, що зафiксовно швидкiсною кiнозйомкою.

A method of theoretical investigation of stability "on the whole" of the high-speed supercavitating model motion by the way of its direct computer simulation is proposed. The accepted mathematical model is based on the independence principle of cavity section expansion and takes into account hydrodynamic interaction between the model and the inner cavity wall. A brief outline of the STAB software is given. Computer simulation confirmed a possibility of self-stabilisation of supercavitating models by the way of ricocheting their tail from the inner cavity walls. In experiments, action of this self-stabilisation mechanism develops in periodic perturbations of the cavity surface. This effect was recorded by high-speed shooting.