О методах расчета суперкавитации при высокоскоростном движении в воде

Abstract

Представлены результаты разработки приближенных методов расчета и анализ возможностей предсказания процессов обтекания и движения применительно к проблеме высокоскоростного движения тел в воде с развитой кавитацией. Рассматриваются два характерных диапазона скоростей: умеренных и сверхвысоких скоростей при числах Маха в воде M ~ 0.5 - 2.5, каждому из которых соответствуют различные случаи приложений и разработанные вопросы теории. Предпочтение отдается анализу проблемы в целом на основе наиболее простых физических моделей. Рассмотрение основывается на "Методе сращиваемых асимптотических разложений" в приближении "Теории тонких тел" в комплексе также с другими приближениями и простыми эвристическими моделями с применением анализа размерностей и интегральных законов сохранения. Исследование в части I основано на модели идеальной несжимаемой жидкости. Рассматриваются и анализируются проблемы расчета удлиненных, в основном, осесимметричных стационарных и нестационарных каверн с учетом воздействия ряда факторов, а также каверн с искусственным поддувом.

Представленi результати розробки наближених методiв розрахунку та аналiз можливостей передбачення процесiв обтiкання та руху пристосовно до проблеми високошвидкiсного руху тiл у водi з розвиненою кавiтацiєй. Розглядаються два характерних дiапазони швидкостей: помiрних та надвисоких швидкостей при числах Маха у водi M ~ 0.5 - 2.5, кожному з яких вiдповiдають рiзнi випадки використань та розробленi роздiли теорiї. Перевага вiддається аналiзу проблеми в цiлому на основi найбiльш простих фiзичних моделей. Розглядання базується на "Методi зрощуваних асимптотичних розкладень" в наближеннi "Теорiї тонких тiл" у комплексi також з другими наближеннями та простими еврiстiйними моделями з застосуванням аналiзу розмiрностей та iнтегральних законiв збереження. Дослiдження у частинi I базується на моделi iдеальної нестисливої рiдини. Розглядаються та аналiзуються проблеми розрахунку видовжених в основному осесиметричних стацiонарних та нестацiонарних каверн з урахуванням впливу ряду факторiв, а також каверн з штучним пiддувом.

The results of development of the approximate calculations methods and analysis of possibilities of flow and motion prediction apply to bodies high speed motion in water are presented. Two characterize ranges of the speed: moderate and super high speeds for Mach Numbers in the water M ~ 0.5 - 2.5, are considered where different applications and developed parts of the theory correspond every of this ranges. Preference are gave to the consideration on base of the simple physical models. Consideration is based on the "Matched Asymptotic Expansion Method" in approximation of the "Slender Body Theory" together also with another approximations and simple heuristic models with application of the dimension analysis and integral conservation laws. Investigations of the part I are based on ideal incompessible fluid model. The problems of the calculations of the prolate mainly axisymmetric steady and unsteady cavities with account of number of the factors and unsteady cavities with gas injection are considered and analyzed.