《表4 无风情况下无黏流椭球体轴向附加质量系数》

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《有黏流场中旋成椭球体的轴向附加质量系数计算》

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最近，林新武等[14]基于涡动力学理论提出了同时能兼容有黏流和无黏流的气动力表达式，然后结合面元法建立无黏流场的数值计算理论，得到的结果与理论值非常吻合，从而验证了CFD解的合理性.所以，本文中只列出了无风情况下无黏流椭球体轴向附加质量系数的理论值.表4列出无风情况下无黏流椭球体轴向附加质量系数[1].对比表3和表4可以看出:有黏流场与无黏流场的椭球体的K1相差很大，这与文献[7]中的研究结果是有区别的.文献[7]中研究了有黏流中与无黏流中的椭球体的法向附加质量系数，对应结果非常接近.文献[7]并没有研究有黏流中椭球体的K1，本文中研究表明，有黏流中和无黏流中的结果有着较大的差异.分析可能的原因为:1) 轴向气动特性和法向气动特性是不同的.正如稳态气动力，在小攻角的情况下，无黏流中的翼型升力和有黏流中的结果是接近相等，但无黏流中翼型阻力为零，而有黏流中翼型阻力并不为零.2) 在文献[7]中的数值模拟中，运动体只存在较小的法向速度和加速度，而不存在恒定的法向匀速直线运动分量，因此不会在法向脱出大的尾涡，其流场和无黏流的情况比较接近，所以其结果也会和无黏流结果相似.对于轴向运动而言，除了摄动速度和加速度外，还存在恒定的匀速分量.这种匀速分量将在运动体后面脱出很长的尾涡，导致其流场与无黏流的情况有很大的不同.这种尾涡随着运动体的位置变化，所对应的涡量矩也会发生变化.根据涡动力学理论，这些尾涡也会产生一部分气动力，这就导致有黏流情况下运动体的气动力，以及相应的附加质量也与无黏流的情况不同.