Spatiotemporal asymmetric cavity dynamics during oblique water entry
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Le résumé fourni par la source
Cavity dynamics during water entry dictate the energy transfer and fluid–structure interactions that govern projectile stability. While oblique water entry induces pronounced spatiotemporal asymmetry in cavity expansion and contraction—differentiating it from vertical entry—the quantitative scaling laws and underlying physical mechanisms of this asymmetric behavior remain elusive. In this study, the asymmetric cavity evolution during oblique water entry is systematically investigated based on a coupled theoretical and numerical framework. A revised analytical model integrating velocity decay effects into the traditional constant-velocity framework is proposed, which substantially enhances the prediction accuracy of actual cavity boundaries. Validated multiphase flow simulations subsequently reveal substantial spatiotemporal asymmetries: the maximum radius and expansion duration of the upper cavity boundary exceed those of the lower boundary by up to 99% and 163%, respectively. Flow-field analysis demonstrates that this asymmetry is driven by a highly non-uniform pressure distribution. Specifically, the upper cavity boundary experiences a weaker adverse pressure gradient compared to the lower boundary, thereby demanding less work for expansion. This dynamic pressure imbalance enables greater radial growth and prolonged expansion on the upper side, dictating the asymmetric morphology. These findings provide a crucial theoretical foundation for evaluating hydrodynamic loads and trajectory stability in complex water-entry scenarios.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Spatiotemporal asymmetric cavity dynamics during oblique water entry
- Date Crossref
- 01/09/2026
- Éditeur
- AIP Publishing
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Peking University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Robotics Research (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Laoshan Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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School of Advanced Manufacturing and Robotics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Mechanics and Engineering Science State Key Laboratory for Turbulence and Complex Systems pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Peking University, Robotics Research (United States) et Laoshan Laboratory, avec 2 autres affiliations.
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