高速射弹小角度入水弹道特性研究

发布时间：2024-07-09 03:50

　　研究高速射弹小角度入水过程中的空化现象和弹体运动规律.计算采用VOF多相流模型捕捉空泡界面,采用Schnerr and Sauer空化模型模拟空化现象,弹体运动通过6自由度方程与重叠网格技术进行求解.计算分析了弹体小角度入水过程中的弹道特性、空泡的演化规律及射弹的流体动力特性,初步探索了高速射弹的小角度入水时产生的弹跳现象.研究表明:此高速运动的旋转射弹在小角度入水时,弹体轨迹和姿态容易发生很大的变化,空泡形态不对称,弹体大面积沾湿导致弹体受到很大的流体动力和力矩,弹体运动失稳产生弹跳翻转现象.分析表明,弹体小角度入水容易沾湿,沾湿对流体动力及其运动姿态有着极大的影响,弹体的不对称沾湿是超空泡射弹失稳的重要原因.

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【部分图文】：

图1-11实验结果与数值结果的对比[101]

2017年,陈国明等[101]利用实验和数值模拟手段研究了气水跨介质飞行器的滑跳现象,如图1-11所示。分析了滑跳过程中飞行器的角速度、角加速度和位移的变化规律,结果表明较小的倾角和较高的速度有利于滑跳现象的发生。之后的工作中,为研究潜-飞两栖导弹和水下兵器的滑跳行为,陈国明等[....

图１射弹模型对称面结构示意图Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｏｆｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ’ｓｓｙｍｍｅｔｒｙｐｌａｎｅ

θｃｏｓ?ｓｉｎθｃｏｓψ＋ｓｉｎ?ｓｉｎψｃｏｓ?ｓｉｎθｓｉｎψ－ｓｉｎ?ｃｏｓψｃｏｓ?ｃｏｓ熿燀燄θ燅，（６）式中?、θ、ψ分别为弹体的滚转角，偏航角和俯仰角．在计算过程中，Ｆｌｕｅｎｔ会计算出弹体受到的流体动力及力矩，根据以上动力学方程求得弹体的平移加速度和旋转角加速度....

图２射弹小角度入水流域对称面示意图Ｆｉｇ．２Ｓｋｅｔｃｈｏｆｔｈｅｆｌｕｉｄｄｏｍａｉｎ’ｓｓｙｍｍｅｔｒｙｐｌａｎｅｆｏｒｐｒｏｊｅｃ－

弹体的滚转角，偏航角和俯仰角．在计算过程中，Ｆｌｕｅｎｔ会计算出弹体受到的流体动力及力矩，根据以上动力学方程求得弹体的平移加速度和旋转角加速度，之后积分得到弹体的速度和角速度，进一步计算得到弹体新的质心位置和欧拉角．２数值模拟方法２．１计算模型与边界条件本文的研究对象的几何结构如....

图３ｚ＝０平面重叠网格示意图Ｆｉｇ．３ＳｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｔｈｅＯｖｅｒｓｅｔｇｒｉｄｉｎｚ＝０ｐｌａｎｅ

出现网格的大变形导致网格的质量变得很差，甚至重构失败而中断计算．Ｏｖｅｒｓｅｔ技术［８］能够分区域生成部件网格和背景网格，通过寻点、挖洞和建立差值关系等删除无效的网格，在嵌套区域上建立网格之间的变量关系．采用这一技术带来的好处是可以对部件网格采用质量更好的结构化网格．部件网格区域....

本文编号：4004347