為了研究連發(fā)射彈在水下做自然減速運動過程中的超空泡演化規(guī)律和阻力特性,基于N-S方程的有限體積法,引入VOF多相流模型和Schnerr-Sauer空化模型,結(jié)合動網(wǎng)格技術(shù),分別建立了水下兩連發(fā)射彈和三連發(fā)射彈的數(shù)值計算模型,并進行了數(shù)值模擬研究。該研究得到了兩連發(fā)射彈和三連發(fā)射彈的超空泡演化規(guī)律;分析了多發(fā)射彈之間壓力場的互相影響;并結(jié)合超空泡演化規(guī)律,分析了超空泡演化過程對連發(fā)射彈運動的影響機理;獲得了連發(fā)射彈的阻力特性曲線。研究結(jié)果表明:水下連發(fā)射彈各自形成的超空泡流場互相影響;后發(fā)射彈與它自身形成的超空泡發(fā)生分離并進入到前發(fā)射彈的超空泡內(nèi)部;后發(fā)射彈進入前發(fā)射彈的超空泡內(nèi)部后所受阻力幾乎為零,其速度保持不變,而前發(fā)射彈的速度繼續(xù)衰減,導(dǎo)致后發(fā)射彈將追趕上前發(fā)射彈并發(fā)生追尾碰撞;前、后發(fā)射彈發(fā)生追尾后,在前發(fā)射彈的頭部流動分離點和追尾處,超空泡壁面出現(xiàn)擾動,存在擾動的空泡壁面會發(fā)生頸縮,空泡逐漸從此位置分裂。 

【文章來源】：空氣動力學(xué)學(xué)報. 2020,38(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

射彈的物理模型

圖1 射彈的物理模型對于上述計算模型壓力與速度之間的耦合求解采用PISO算法，壓力場的空間離散采用PRESTO！格式，各項體積率離散采用CICSAM格式，密度和動量采用二階迎風(fēng)離散格式，空間離散采用二階迎風(fēng)格式，時間離散采用一階隱格式。

關(guān)于單發(fā)超空泡射彈的位移隨時間變化，圖3顯示了數(shù)值模擬結(jié)果、實驗結(jié)果、公式（13）的理論計算結(jié)果三者之間的對比，縱坐標(biāo)表示的是無量綱位移（S/D），從圖中可以看出數(shù)值模擬的射彈位移變化趨勢與實驗和理論計算結(jié)果基本一致，在數(shù)值上吻合良好。圖4比較了數(shù)值模擬和實驗在t=2ms時獲得的射彈水下空泡形狀，從圖中可以看出兩者的空泡形狀基本一致。經(jīng)過上述的對比，有效地驗證了數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性。圖4 數(shù)值模擬和實驗在t=2ms時的超空泡形狀


本文編號：3448125