CN102749000B - 一种模拟水平水下人工通气空化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明刚开了一种模拟水下人工通气空化方法，包括：弹体和密封活塞，该弹体具有预定体积的腔体，在所述弹体上开设有多个通气孔；密封活塞可移动设置在所述弹体的腔体内，并位于开设有通气孔的位置，所述密封活塞与弹体之间形成密闭配合。本发明当通过模拟水下发射装置的动量传输杆发射弹体时，弹体被瞬间加速至高速状态，而由于惯性作用，密封活塞还来不及运动，密封活塞与弹体之间发生相对运动，使得腔体通过通气孔与外界相通。而由于在弹体在高速运动过程中，通气孔区域的压力会大大小于内腔内的常压，这时，气体就会从通气孔跑出形成人工通气空化现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟水平水下人工通气空化方法。
背景技术
当水下物体速度达到一定临界条件时，物体的局部区域周围的压力就会低于饱和蒸气压，从而附近的水体发生气化，形成空化现象。空化现象普遍存在于诸如螺旋桨、潜艇、鱼雷等很多水下高速运动过程中。局部空化会导致物体周围压力发生不规则变化，严重影响诸如潜艇、鱼雷等高速物体的运行轨迹。
然而，空化现象也有好的一面，它会降低空化区域内水的阻力，人们利用这一点建立了人工通气空化技术，加大运动物体周围的空化现象甚至实现超空化，从而达到降阻的目的。但人们对于空化压力影响及空化周期变化规律等研究仍处在初级阶段，需要更加深入的实验与理论研究。
专利200910082603.x“基于动量传递原理的模拟水下发射装置”公开了发射装置，能够使弹丸在水下能够瞬间获得很高速度，从而省去弹丸的加速距离，并保证实验测得弹丸在水下的动力学性质更加准确。
发明内容
本发明的目的就是提供一种应用在建立在基于动量传递原理的模拟水下发射装置的模拟水下人工通气空化方法，能够在弹体瞬时启动的时候自动启动通气装置，并捕获通气情况下弹体周围空化现象的变化图像。
本发明的一种模拟水下人工通气空化方法，其利用模拟水下人工通气空化装置，该装置包括：弹体和密封活塞，该弹体具有预定体积的腔体，在所述弹体上开设有多个通气孔；密封活塞可移动设置在所述弹体的腔体内，并位于开设有通气孔的位置，所述密封活塞与弹体之间形成密闭配合；所述腔体被所述密封活塞分割成2个部分，2个部分的具有大致相同的气压；所述气压为1个大气压；所述方法包括：1)使密封活塞位于弹体开设有通气孔的位置，由此使上述2个部分的腔体密闭以保持所述1个大气压不变；2)将密封的弹体放入水中与一动量传输杆相接触，当动量传输杆的动量瞬态传入弹体时，弹体开始运动；3)随着弹体的运动，密封活塞在惯性作用下与弹体发生相对移动从而使腔体与通气孔相通；4)在弹体高速运动过程中，通气孔区域的压力会小于腔体内的常压，这时，气体就会从通气孔跑出形成人工通气空化现象。
优选地，所述弹体为一端开口的圆柱形壳体，开口端可拆卸安装有后盖。
本发明通过将密封活塞设置在弹体的通气孔位置，此时位于腔体内的空气就不会从腔体内跑出来。当通过模拟水下发射装置的动量传输杆发射弹体时，弹体被瞬间加速至高速状态，而由于惯性作用，密封活塞还来不及运动，密封活塞与弹体之间发生相对运动，使得腔体通过通气孔与外界相通。而由于在弹体在高速运动过程中，通气孔区域的压力会大大小于内腔内的常压，这时，气体就会从通气孔跑出形成人工通气空化现象。本发明结构巧妙，设计简单，再通过高速摄影就能够看到人工通气空化的整个过程，从而能够起到很好的模拟水下人工通气空化的效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为通过高速摄影机拍摄的照片。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种模拟水下人工通气空化装置包括：弹体1和密封活塞2，该弹体1具有预定体积的腔体11，在弹体1上开设有多个通气孔3。密封活塞2可移动设置在弹体1的腔体11内，并位于开设有通气孔3的位置，密封活塞2与弹体1之间形成密闭配合，以确保在将弹体1放置在水下时，当密封活塞2位于通气孔3的位置时能够防止弹体1外部的水进入到腔体11内。
在本发明实施例中，腔体1被密封活塞2分割成2个部分，2个部分的具有大致相同的气压。弹体1为一端开口的圆柱形壳体，开口端可拆卸安装有后盖4。
本发明在使用时，首先密封活塞2置于通气孔3处，这时通气孔3与外界隔绝，气体不会从腔体11内跑出。连接螺纹后盖4之后，腔体11内保持一个大气压不变。
将密封的弹体1放入水中与动量传输杆5相接触，准备实验。当动量传输杆5的动量瞬态传入发射弹体1时，发射弹体1开始运动。
这时，由于惯性作用，密封活塞2还来不及运动，密封活塞2与弹体1之间发生相对运动，使得腔体11与通气孔3相通。由于在弹体1高速运动过程中，通气孔3区域的压力会小于腔体11内的常压，这时，气体就会从通气孔3跑出形成人工通气空化现象。再通过高速摄影机就可以拍摄到人工通气空化过程。如图2所示，就是通过高速摄影机拍摄到的人工通气空化过程的照片。由图中可以清晰地看到由腔体11内溢出大量的气体分布在弹体1的周围。
Claims (2)
1.一种模拟水下人工通气空化方法，其利用模拟水下人工通气空化装置，该装置包括：弹体和密封活塞，该弹体具有预定体积的腔体，在所述弹体上开设有多个通气孔；密封活塞可移动设置在所述弹体的腔体内，并位于开设有通气孔的位置，所述密封活塞与弹体之间形成密闭配合；所述腔体被所述密封活塞分割成2个部分，2个部分的具有大致相同的气压；所述气压为1个大气压；其特征在于，所述方法包括：1)使密封活塞位于弹体开设有通气孔的位置，由此使上述2个部分的腔体密闭以保持所述1个大气压不变；2)将密封的弹体放入水中与一动量传输杆相接触，当动量传输杆的动量瞬态传入弹体时，弹体开始运动；3)随着弹体的运动，密封活塞在惯性作用下与弹体发生相对移动从而使腔体与通气孔相通；4)在弹体高速运动过程中，通气孔区域的压力会小于腔体内的常压，这时，气体就会从通气孔跑出形成人工通气空化现象。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹体为一端开口的圆柱形壳体，开口端可拆卸安装有后盖。
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