跨介质航行体喷气入水降载方法饱和通气量优化研究

来源：振动与冲击杂志2026年第4期北京时间：

作者：房玲，冯和英fengheying@hnust,，彭叶辉,，陈志鹏，李志君

单位：1.湖南科技大学机电工程学院，湖南湘潭411201；2.湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室，湖南湘潭411201；3.湖南科技大学数学与统计学院，湖南湘潭411201

摘要：跨介质航行体头部喷气入水被证明是一种高效可调的主动降载方法，但维持较高降载效率需耗费大量气体，不利于实际应用。为降低喷气入水降载方法的饱和通气量，基于VOF (volume of fluid)多相流模型，研究了通气量对喷气入水降载效率的影响规律，探讨了航行体改形对饱和通气量的优化作用，并进一步分析了改形优化通气量的内在机理。研究表明，增大通气量可提升喷气入水降载效率，但存在饱和通气量，如基准模型以50m/s的速度入水，当通气量增至25.5g/s时，生成的空泡已完全包裹航行体，再继续增大通气量，降载效率增益将低于1%；对航行体肩部进行改形有助于降低饱和通气量，甚至还可以进一步增强基准模型的减阻降载优势，合理的肩部改形设计可将饱和通气量降至25.0g/s以下；航行体肩部改形能降低饱和通气量一方面源于主被动降载方法优势的叠加，另一方面则是由于肩部改形有优化空泡内涡量分布、保障纵向流优势等流动调控作用，有助于改善空泡边界层的不稳定性和内部的流动分离现象，增强空泡的抗压能力。<br>

关键词：跨介质航行体；喷气降载方法；空泡形态；流动性能；饱和通气量