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小型高速水面航行器的核心问题为通气空泡流态的稳定性。在高速条件下，空泡的非稳态演化甚至溃灭会产生强烈的压力脉动，严重影响航行器的操纵稳定性和结构安全，已成为水面航行器速度提升的首要障碍。因此，揭示通气空泡流态规律及流态转变机制，寻找稳定流态对应的航行器设计和运行区间，对于高速水面航行器研制和未来创新概念发展，均具有重要意义。
北京理工大学宇航学院水小平教授
北京理工大学宇航学院 水小平 教授 多体系统动力学 振动理论与应用
2020/3/17
水小平，2000年7月至今，北京理工大学力学系，教授。主要研究领域：1. 多体系统动力学；
2. 振动理论与应用 。近年来主要发表的著作：1. 水小平、白若阳、刘海燕编著，《工程力学教程 I —— 理论力学》，普通高等教育“十一五”国家级规划教材，68.5万字，兵器工业...
同心筒水下发射筒口气泡变化的数值模拟
同心筒 多相流 数值模拟 动网格
2015/12/22
为了研究同心筒水下热发射过程中筒口气泡变化规律，采用三维多相流模型对发射过程进行了模拟。研究表明，同心筒结构应用于水下发射时筒口气泡受到弹体表面黏性力、气流附壁效应以及两相互相作用过程影响，筒口气泡的形态会经历3个典型阶段，筒口附近的压强和速度受气泡运动和发展影响而振荡变化。研究的结果在水下发射技术的发展上具有一定的理论意义和工程应用价值。
水下航行器发动机排放的高温废气进入海水中热特征明显，研究水下排气的速度与温度场对控制其热特征有重要的理论和应用价值；建立水下排气的质量、动量和能量守恒方程，采用气液两相流混合模型和k－ε紊流模型，利用有限体积数值计算方法，对水下排气的速度场和温度场进行了研究；研究结果表明：在温度均匀的海水中水下排气羽流浮升时，气相速度和温度不断减小，每一个纵截面都存在一个速度和温度最大的中心区域，中心区域的形状由...
无人水下航行器装备配置分析
无人水下航行器 装备配置 反潜
2015/10/30
无人水下航行器是海军水下作战的一个重要发展方向。根据无人水下航行器担负的军事任务和具备的相应功能，结合现役装备，给出了无人水下航行器的装备配置方案，同时根据目前装备性能，分析了完成作战使命的可行性，为无人水下航行器发展提供参考依据。
水下航行体的动力系统由于直接向外界海水环境排出尾气致使其动力性能受到航行深度的制约，随着航深的增大，发动机效率降低并且燃料消耗量增加。在现有动力系统的基础上提出了半闭式循环结构，使发动机排气背压不直接受制于外界环境，从而改善了航深对动力性能的影响，提高了发动机的功率。
飞船返回舱水上回收的冲击响应和入水姿态分析
返回舱 入水 流固耦合 LS-DYNA
2014/9/25
飞船返回舱在入水的初始阶段遭受较大的冲击载荷，严重影响返回舱的结构安全和内部人员安全。基于NASA的试验模型，运用LS-DYNA软件中流固耦合算法对返回舱的入水过程进行了数值模拟。分别讨论了垂直入水和带有水平速度入水情况下返回舱的动力学响应，计算得到的加速度最大值与NASA的试验数据吻合。在此基础上，分析了返回舱以不同入水倾角，不同质量和不同入水姿态情况下的结构响应，发现入水倾角和质量越大，返回舱...
航行体在水下高速运动过程中，表面低压区的压力低于饱和蒸汽压时，液态水会相变为水蒸气，形成水汽混合的空泡。云状空泡是在航行体高速水动力学领域中最重要的空泡表现形态之一。云状空泡的非定常、周期性演化特性能够诱导产生航行体的载荷波动，其衍生的空泡稳定性问题非常具有挑战性。
典型民机机身段水上冲击数值模拟方法及其耐撞性研究
飞行器 耐撞性 有限元 任意拉格朗日欧拉算法 光滑粒子法
2016/6/1
为了改善民机在紧急迫降情况下的安全性能,对典型机身段水上冲击数值模拟方法及其冲击特性进行了研究。通过合理的简化建立了机身段有限元模型,对有限元方法(FEM)、任意拉格朗日/欧拉方法(ALE)和光滑粒子方法(SPH)水体模型进行了研究,探讨了水体材料模型对机身段结构动态响应特性的影响。在7 m/s垂向冲击速度下,对比分析了水面和刚性地面情况下的机身段结构的耐撞性能。结果表明ALE方法具有最佳计算精度...
水下航行器舱门开启过程仿真
水下航行器 运动仿真 流体特性
2016/9/28
针对水下航行器的舱门在开启过程中航行器外形会发生变化的情况，对航行器舱门开启过程的流体特性 进行仿真分析。根据舱门开启过程的流体特性，将得到的流体系数作为航行器动力学方程参数的变化曲线，对舱门 开启过程的运动进行了仿真，并给出详细的计算过程。仿真结果表明：该舱门开启过程设计合理，随着舱门的开启， 虽然航行器的速度和攻角有所下降，但各物理量的变化幅度仍然在常规范围内，该方法为水下航行器存在外形变化 ...