超高速弹丸及其内部装药气动热数值模拟

发布时间：2024-03-12 05:27

　　超高速弹丸在超高速飞行过程中发生强烈的气动热问题,不仅弹丸表明温度升高,其内部装药也面临着严重的热环境。本文对超高速弹丸气动热问题采用三维非稳态算法,使用GAMBIT软件对弹丸模型进行混合网格划分和边界设置。为了验证计算的可靠性,分别从两个方面进行了验证。其一是从弹丸的气动特性方面进行验证,将弹丸的气动系数的计算结果与理论值进行对比,对比发现弹丸阻力系数与理论一样,在超高速下随马赫数增大而减小,其变化曲线呈抛物线形,其二与文献对比认证。文献已经与实验一起验证了其计算气动热的可靠性,而本文算例与文献对比发现,在相同弹丸模型和相同条件下进行的气动热计算结果与文献一样,误差在10%以内,因而可以利用此方法计算超高速气动热问题。本文从四个方面探讨了超高速弹丸以及内部装药热温度的情况:1)弹丸材料。弹丸材料不同则其吸热能力和热传递速度也会不一样,影响着弹丸以及内部装药的温度变化;2)弹丸壁厚。研究了弹丸两种壁厚情况下对内部装药热温度影响;3)弹丸的外形参数,分别研究了不同弹丸头部、不同锥角对气动热的影响,也绘制出了在飞行过程中弹丸内部装药的温升变化曲线;4)飞行状况。文中计算了不同马赫、不同海拔...

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【部分图文】：

图1.1钝体高超速绕流示意图

图1.1钝体高超速绕流示意图如图1.1所示，钝体高超声速绕流时，在钝体前缘高速气流由于空气急剧压缩会形成一个非常强烈的弓形激波高速气流通过激波后速度下降，损耗的气流动能转变成气流热能，导致气流温度骤升，高温气体以对流换热的方式向钝体表面传热，使得钝体温度迅速升高，这样就....

图2.2τaυ层流；τbυ湍流

者分片的与层流相比湍流正好相反，在湍流状况下，在流体流速分量的平均值上还有叠加的湍流脉动其流线图如图所示：图2.2τaυ层流；τbυ湍流如图2.2所示，可以看出层流流体质点的路径为一条曲线，而在湍流中，流体质点相互混合自然界中，湍流更为常见，例如飞行器的高速飞行空气的流....

图2.4热流固耦合模型图

该热量由结构壁面向内导热，属于弹丸内部热转移的一个研究从热传递的观点来说，前部分属于高温气体和弹丸的对流换热问题，后部分是固体材料结构导热问题，两者紧密联系在一起，需要把两者耦合在一起研究其物理描述模型如图2.4所示，弹丸和内部装药加热过程由两个环节组成：1υ外部气动加热热流....

图2.5热流固耦合示意图

作为下一时刻的热边界条件从而实现弹丸表面对流换热和弹丸内部结构传热而定耦合计算图2.5热流固耦合示意图FLUENT可以对流体对流体或流体对固体区域之间进行热传导计算，如预测密集的热交换器的几何外形的热传导本文除了调用传热模型外，以压力远场为无穷远来流场，

本文编号：3926610