Page 7 - 《爆炸与冲击》2025年第9期
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第 45 卷 原 凯，等： 航行体高速入水时多孔泡沫的缓冲降载特性 第 9 期
界面力方程 [22] 可以表示为：
F = kd = pKAd/V (5)
式中：F 为外力，k 为刚度系数，d 为相对位移，K 为刚度模量，A 为接触面积，V 为体积。
2 数值方法验证与计算模型设置
2.1 数值方法验证
为验证所采用的数值模拟方法的准确性和可靠性，分别对航行体高速入水过程和航行体高速入水
缓冲降载过程的数值模拟与试验结果进行对比验证。
2.1.1 航行体高速入水过程验证
采用与已有试验对比的方法来、验证本文 2.48D
中所采用计算方法在模拟航行体高速入水问题
上的有效性。基于李尧 [23] 开展的钝头航行体高
速入水试验研究，建立与试验相同的数值计算模 D 1.17D
型，如图 1 所示，钝头直径 D=120 mm。
钝头航行体以 89.67 m/s 速度入水空泡演化 4.25D
过程的对比如图 2 所示，可以看出，不同时刻的
数值模拟与试验形态基本相同，说明建立的数值 图 1 试验数值计算模型
模型可以有效模拟高速入水过程的流场演化。 Fig. 1 Numerical calculation model of the experiments
Entry point Free surface
Splash
crown rises
Vehicle head
0 ms 1 ms 2 ms 5 ms 10 ms
(a) Test result
0 ms 1 ms 2 ms 5 ms 10 ms
(b) Numerical simulation
图 2 航行体以 89.67 m/s 速度入水空泡演化过程的对比
Fig. 2 Comparison of the cavitation evolution process of the vehicle entering water at 89.67 m/s
图 3 给出了钝头航行体以 89.67 m/s 速度入水加速度曲线的对比，可以看出，数值模型计算的加速度
峰值与试验测得的结果非常接近，验证了所建立的航行体入水数值模型足以求解该类问题，也说明了本
文中采用的数值计算方法的合理性。
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