高速射弹水下并联运动多相流场及弹道特性研究
发布时间：2021-04-02 00:35
超空泡减阻技术是近年来备受关注的一种水下武器减阻技术,采用该技术设计的高速超空泡射弹主要应用于反鱼雷和反水雷作战系统。高速射弹在水下并联运动过程中,不仅会出现穿越气水界面、空化、湍动等复杂的流动现象,形成由气、汽、液介质共同组成的复杂多相流场,而且还存在多弹体相互扰动及流场与运动的耦合作用,是一类典型的动态流固耦合相互作用问题,开展相关研究具有重要的理论意义和应用价值。本文采用数值模拟和实验研究相结合的方法,对高速射弹在水下并联运动过程中的多相流场和弹道特性开展了深入研究。主要研究内容和成果如下:基于RANS方程,引入VOF多相流模型描述气水界面,引入空化质量输运方程描述空化现象,采用重叠网格方法和六自由度运动模型描述流场与运动的耦合作用,建立了可适用于水下并联运动过程多相流及射弹流体动力、运动轨迹计算的数值模拟方法,并利用实验数据验证了数值模拟方法的有效性。采用基于气体动力的高速射弹水下并联运动发射装置,开展了高速射弹水下并联运动的自由飞行实验。通过高速摄像测量获得了高速射弹水下并联运动过程的图像数据,并对图像数据进行处理获得了射弹运动速度、轨迹和姿态的时变历程。给出了高速射弹同步及...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超空化射弹形态图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文原理是超空泡射弹和超空泡鱼雷的实现基础，两者的不同之是自带发动机，而超空泡射弹只依靠自身的剩余动能和携带。超空泡鱼雷示意图以及水下超空泡射弹如图 1-2 所示。超现有效地改变了传统灭雷系统效率低下的境况，使舰艇能够而提高安全性，为舰艇提供有效的防御能力[8]。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文经验公式，其速度跨度从低速、亚音速、跨音速到超音速。图 1-3 所示为头圆盘空化器形成的超空泡[13]。图 1-3 圆盘空化器形成的自然超空泡[13]Kirschner I. N 和 Hrubes J. D 等人[14][15]（1998,2001）利用美国的高速水适应弹药系统进行了大量的实验，系统的研究了在亚音速、跨音速、超音段不同速度下超空泡射弹空泡形态。使用的 30mm 射弹弹药如图 1-4 所示水以及运动过程中空泡轮廓等照片如图 1-6 和图 1-7 所示。当速度大于音，捕捉到的激波现象如图 1-8 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]伴随空化现象的细长体倾斜穿透水体过程研究[J]. 施红辉,周杨洁,彭立兵,朱棒棒,陈波,贾会霞. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
[2]Experimental study on the characteristics of ventilated cavitation around an underwater navigating body influenced by turbulent drag-reducing additives[J]. JIANG ChenXing,LI FengChen. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(09)
[3]超空泡射弹尾拍运动流固耦合动力学响应研究[J]. 何乾坤,王聪,魏英杰. 动力学与控制学报. 2014(03)
[4]圆柱体低速入水空泡试验研究[J]. 何春涛,王聪,何乾坤,仇洋. 物理学报. 2012(13)
[5]伴随超空泡产生的高速细长体入水实验研究[J]. 施红辉,周浩磊,吴岩,贾会霞,张晓萍,周素云,章利特,董若凌,王超. 力学学报. 2012(01)
[6]质量传输模型在考虑热力学效应空化流动计算中的应用评价[J]. 时素果,王国玉,陈广豪. 应用力学学报. 2011(06)
[7]空化模型在非定常空化流动计算的应用评价与分析[J]. 黄彪,王国玉,张博,时素果. 船舶力学. 2011(11)
[8]通气超空泡水下射弹数值模拟及试验研究[J]. 金大桥,王聪,曹伟,张嘉钟,邹振祝. 兵工学报. 2011(10)
[9]通气超空泡水下射弹实验研究[J]. 金大桥,王聪,魏英杰,曹伟,余锋,邹振祝. 工程力学. 2011(09)
[10]水下高速射弹空泡形态与阻力特性研究[J]. 弋辉,张宇文,袁绪龙,王亚东. 鱼雷技术. 2011(04)
博士论文
[1]高速射弹非定常运动多相流场与弹道特性研究[D]. 赵成功.哈尔滨工业大学 2017
[2]高速射弹入水过程多相流场特性研究[D]. 马庆鹏.哈尔滨工业大学 2014
[3]超空泡射弹尾拍运动多相流场及结构动力学特性研究[D]. 何乾坤.哈尔滨工业大学 2012
[4]水下动能射弹空泡形态及流体动力特性研究[D]. 金大桥.哈尔滨工业大学 2010
[5]自然空泡流数值模拟方法研究[D]. 陈瑛.上海交通大学 2009
本文编号：3114251
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超空化射弹形态图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文原理是超空泡射弹和超空泡鱼雷的实现基础，两者的不同之是自带发动机，而超空泡射弹只依靠自身的剩余动能和携带。超空泡鱼雷示意图以及水下超空泡射弹如图 1-2 所示。超现有效地改变了传统灭雷系统效率低下的境况，使舰艇能够而提高安全性，为舰艇提供有效的防御能力[8]。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文经验公式，其速度跨度从低速、亚音速、跨音速到超音速。图 1-3 所示为头圆盘空化器形成的超空泡[13]。图 1-3 圆盘空化器形成的自然超空泡[13]Kirschner I. N 和 Hrubes J. D 等人[14][15]（1998,2001）利用美国的高速水适应弹药系统进行了大量的实验，系统的研究了在亚音速、跨音速、超音段不同速度下超空泡射弹空泡形态。使用的 30mm 射弹弹药如图 1-4 所示水以及运动过程中空泡轮廓等照片如图 1-6 和图 1-7 所示。当速度大于音，捕捉到的激波现象如图 1-8 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]伴随空化现象的细长体倾斜穿透水体过程研究[J]. 施红辉,周杨洁,彭立兵,朱棒棒,陈波,贾会霞. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
[2]Experimental study on the characteristics of ventilated cavitation around an underwater navigating body influenced by turbulent drag-reducing additives[J]. JIANG ChenXing,LI FengChen. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(09)
[3]超空泡射弹尾拍运动流固耦合动力学响应研究[J]. 何乾坤,王聪,魏英杰. 动力学与控制学报. 2014(03)
[4]圆柱体低速入水空泡试验研究[J]. 何春涛,王聪,何乾坤,仇洋. 物理学报. 2012(13)
[5]伴随超空泡产生的高速细长体入水实验研究[J]. 施红辉,周浩磊,吴岩,贾会霞,张晓萍,周素云,章利特,董若凌,王超. 力学学报. 2012(01)
[6]质量传输模型在考虑热力学效应空化流动计算中的应用评价[J]. 时素果,王国玉,陈广豪. 应用力学学报. 2011(06)
[7]空化模型在非定常空化流动计算的应用评价与分析[J]. 黄彪,王国玉,张博,时素果. 船舶力学. 2011(11)
[8]通气超空泡水下射弹数值模拟及试验研究[J]. 金大桥,王聪,曹伟,张嘉钟,邹振祝. 兵工学报. 2011(10)
[9]通气超空泡水下射弹实验研究[J]. 金大桥,王聪,魏英杰,曹伟,余锋,邹振祝. 工程力学. 2011(09)
[10]水下高速射弹空泡形态与阻力特性研究[J]. 弋辉,张宇文,袁绪龙,王亚东. 鱼雷技术. 2011(04)
博士论文
[1]高速射弹非定常运动多相流场与弹道特性研究[D]. 赵成功.哈尔滨工业大学 2017
[2]高速射弹入水过程多相流场特性研究[D]. 马庆鹏.哈尔滨工业大学 2014
[3]超空泡射弹尾拍运动多相流场及结构动力学特性研究[D]. 何乾坤.哈尔滨工业大学 2012
[4]水下动能射弹空泡形态及流体动力特性研究[D]. 金大桥.哈尔滨工业大学 2010
[5]自然空泡流数值模拟方法研究[D]. 陈瑛.上海交通大学 2009
本文编号：3114251
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