چکیده: چکیده پدیده برخورد اجسام جامد با سطح آب، به واسطه طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی، همواره در کانون توجه پژوهشگران قرار داشته است. در این پژوهش نیز با اتخاذ رویکردی پدیده‌شناختی و تأکید ویژه بر نقش متغیرهای کلیدی نظیر هندسه جسم، سرعت برخورد و چگالی، به شناسایی و تحلیل الگوهای متنوع تشکیل کاواک، پاشش آب و نیروی هیدرودینامیکی کل می‌پردازد. در این مطالعه، فرآیند نفوذ پرتابه‌های استوانه‌ای به داخل آب، با استفاده از فناوری تصویربرداری پرسرعت، به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. پرتابه‌های مورد آزمایش نیز طوری طراحی شدند تا از نظر برآیند نیروها، اعداد بی‌بعد و مرکز جرم، کاملاً یکسان باشند. بدین منظور، از پرتابه‌هایی با طول، قطر و جنس یکنواخت استفاده گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که هندسه داخلی پرتابه‌های توخالی، به‌ویژه شکل مخروطی درون آنها، نقشی محوری در دینامیک برخورد و شکل‌گیری جت‌های داخلی ایفا می‌کند. همچنین، رابطه‌ای مستقیم و معنادار بین سرعت برخورد، چگالی مؤثر و هندسه داخلی با متغیرهایی نظیر عمق نفوذ، زمان بسته‌شدن کاواک و نیروهای هیدرودینامیکی مشاهده شد. در بررسی پرتابه‌های استوانه‌ای توخالی، الگوهای بسته‌شدن کاواک، بر اساس تغییرات سرعت برخورد و هندسه داخلی، به سه رژیم متمایز دسته‌بندی شدند. نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که هندسه داخلی واگرا، در مقایسه با سایر اشکال، بیشترین ارتفاع جت داخلی و بزرگ‌ترین سطح مقطع را در لحظه ورود به آب ایجاد می‌کند. این ویژگی منحصربه‌فرد، سبب هدایت حجم بیشتری از هوا به داخل آب و افزایش مقاومت در برابر بسته‌شدن کاواک می‌شود. در مورد پرتابه‌های استوانه‌ای توپر، تغییر چگالی مؤثر در سرعت برخورد ثابت، منجر به تغییراتی قابل‌توجه در رژیم بسته‌شدن کاواک، عمق نفوذ و زمان جدایش شد. افزون بر این، افزایش چگالی مؤثر، باعث افزایش سرعت، شتاب و ضریب نیروی هیدرودینامیکی کل گردید. یافته‌های این تحقیق، می‌تواند در طراحی و بهینه‌سازی تجهیزات دریایی و هوافضا مورد استفاده قرار گیرد. به‌عنوان‌مثال، در طراحی سازه‌های دریایی، استفاده از هندسه داخلی مخروطی، می‌تواند نیروهای برخورد را به طور قابل‌توجهی کاهش دهد و طول عمر آنها را افزایش دهد. در سیستم‌های فرود اضطراری کپسول‌های فضایی یا تجهیزات نجات دریایی، انتخاب هندسه داخلی مناسب، می‌تواند نیروی برخورد را کاهش داده و ایمنی را بهبود بخشد. در حوزه نظامی نیز، چگالی مؤثر، عاملی تعیین‌کننده در عمق نفوذ و پایداری اژدرهای استوانه‌ای محسوب می‌شود. بااین‌حال، محدودیت‌هایی نظیر بازه‌ی سرعت برخورد و ابعاد مدل‌های مورد استفاده، ضرورت انجام تحقیقات بیشتر در زمینه هندسه‌های پیچیده‌تر و شرایط جریان متنوع‌تر را آشکار می‌سازد.