發(fā)布時(shí)間：2024-07-09 03:50

　　研究高速射彈小角度入水過(guò)程中的空化現(xiàn)象和彈體運(yùn)動(dòng)規(guī)律.計(jì)算采用VOF多相流模型捕捉空泡界面,采用Schnerr and Sauer空化模型模擬空化現(xiàn)象,彈體運(yùn)動(dòng)通過(guò)6自由度方程與重疊網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行求解.計(jì)算分析了彈體小角度入水過(guò)程中的彈道特性、空泡的演化規(guī)律及射彈的流體動(dòng)力特性,初步探索了高速射彈的小角度入水時(shí)產(chǎn)生的彈跳現(xiàn)象.研究表明:此高速運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)射彈在小角度入水時(shí),彈體軌跡和姿態(tài)容易發(fā)生很大的變化,空泡形態(tài)不對(duì)稱(chēng),彈體大面積沾濕導(dǎo)致彈體受到很大的流體動(dòng)力和力矩,彈體運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)產(chǎn)生彈跳翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象.分析表明,彈體小角度入水容易沾濕,沾濕對(duì)流體動(dòng)力及其運(yùn)動(dòng)姿態(tài)有著極大的影響,彈體的不對(duì)稱(chēng)沾濕是超空泡射彈失穩(wěn)的重要原因.

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圖1-11實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值結(jié)果的對(duì)比[101]

2017年,陳國(guó)明等[101]利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬手段研究了氣水跨介質(zhì)飛行器的滑跳現(xiàn)象,如圖1-11所示。分析了滑跳過(guò)程中飛行器的角速度、角加速度和位移的變化規(guī)律,結(jié)果表明較小的傾角和較高的速度有利于滑跳現(xiàn)象的發(fā)生。之后的工作中,為研究潛-飛兩棲導(dǎo)彈和水下兵器的滑跳行為,陳國(guó)明等[....

圖１射彈模型對(duì)稱(chēng)面結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｏｆｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ’ｓｓｙｍｍｅｔｒｙｐｌａｎｅ

θｃｏｓ?ｓｉｎθｃｏｓψ＋ｓｉｎ?ｓｉｎψｃｏｓ?ｓｉｎθｓｉｎψ－ｓｉｎ?ｃｏｓψｃｏｓ?ｃｏｓ熿燀燄θ燅，（６）式中?、θ、ψ分別為彈體的滾轉(zhuǎn)角，偏航角和俯仰角．在計(jì)算過(guò)程中，Ｆｌｕｅｎｔ會(huì)計(jì)算出彈體受到的流體動(dòng)力及力矩，根據(jù)以上動(dòng)力學(xué)方程求得彈體的平移加速度和旋轉(zhuǎn)角加速度....

圖２射彈小角度入水流域?qū)ΨQ(chēng)面示意圖Ｆｉｇ．２Ｓｋｅｔｃｈｏｆｔｈｅｆｌｕｉｄｄｏｍａｉｎ’ｓｓｙｍｍｅｔｒｙｐｌａｎｅｆｏｒｐｒｏｊｅｃ－

彈體的滾轉(zhuǎn)角，偏航角和俯仰角．在計(jì)算過(guò)程中，Ｆｌｕｅｎｔ會(huì)計(jì)算出彈體受到的流體動(dòng)力及力矩，根據(jù)以上動(dòng)力學(xué)方程求得彈體的平移加速度和旋轉(zhuǎn)角加速度，之后積分得到彈體的速度和角速度，進(jìn)一步計(jì)算得到彈體新的質(zhì)心位置和歐拉角．２數(shù)值模擬方法２．１計(jì)算模型與邊界條件本文的研究對(duì)象的幾何結(jié)構(gòu)如....

圖３ｚ＝０平面重疊網(wǎng)格示意圖Ｆｉｇ．３ＳｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｔｈｅＯｖｅｒｓｅｔｇｒｉｄｉｎｚ＝０ｐｌａｎｅ

出現(xiàn)網(wǎng)格的大變形導(dǎo)致網(wǎng)格的質(zhì)量變得很差，甚至重構(gòu)失敗而中斷計(jì)算．Ｏｖｅｒｓｅｔ技術(shù)［８］能夠分區(qū)域生成部件網(wǎng)格和背景網(wǎng)格，通過(guò)尋點(diǎn)、挖洞和建立差值關(guān)系等刪除無(wú)效的網(wǎng)格，在嵌套區(qū)域上建立網(wǎng)格之間的變量關(guān)系．采用這一技術(shù)帶來(lái)的好處是可以對(duì)部件網(wǎng)格采用質(zhì)量更好的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格．部件網(wǎng)格區(qū)域....

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