圆盘水面弹跳过程运动特性数值研究

• 作者: 孙士明 颜开 陈玮琪
• 来源期刊: 船舶力学
• 关键词: 弹跳 撞水 CFD 重叠网格
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 流体力学|Hydrodynamics
• 页码范围: 716-725
• 页数: 10页
• 分类号: U661.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2021.06.004

摘要

本文基于CFD方法对圆盘撞水弹跳过程的运动特性进行了研究,对三种典型撞水运动状态进行了模拟,数值结果与文献中的试验结果吻合良好.基于计算结果,获得了圆盘可以成功弹跳的初始参数组合范围.圆盘弹跳过程中,前方会产生一股射流,其脱离圆盘的射出速度可以达到入水速度的两倍左右.随着圆盘自旋速度的增加,圆盘受到的流体动力逐渐增加,但速度衰减也随之逐渐增加.相对较小的初始倾角和入水角总是有利于圆盘撞水后的弹跳,但过小的初始倾角可能会不利于连续多次弹跳过程.对圆盘连续弹跳过程的数值模拟结果表明,圆盘运动路线并非一直向前,而是受自旋影响运动方向有一定程度的偏转,圆盘第一次撞水弹跳的高度和距离远大于后面几次的弹跳过程.