研究高速射彈小角度入水過程中的空化現(xiàn)象和彈體運動規(guī)律.計算采用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,彈體運動通過6自由度方程與重疊網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行求解.計算分析了彈體小角度入水過程中的彈道特性、空泡的演化規(guī)律及射彈的流體動力特性,初步探索了高速射彈的小角度入水時產(chǎn)生的彈跳現(xiàn)象.研究表明:此高速運動的旋轉(zhuǎn)射彈在小角度入水時,彈體軌跡和姿態(tài)容易發(fā)生很大的變化,空泡形態(tài)不對稱,彈體大面積沾濕導(dǎo)致彈體受到很大的流體動力和力矩,彈體運動失穩(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,沾濕對流體動力及其運動姿態(tài)有著極大的影響,彈體的不對稱沾濕是超空泡射彈失穩(wěn)的重要原因.

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圖1-11實驗結(jié)果與數(shù)值結(jié)果的對比[101]

2017年,陳國明等[101]利用實驗和數(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,陳國明等[....

圖１射彈模型對稱面結(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．在計算過程中，Ｆｌｕｅｎｔ會計算出彈體受到的流體動力及力矩，根據(jù)以上動力學(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面示意圖Ｆｉｇ．２Ｓｋｅｔｃｈｏｆｔｈｅｆｌｕｉｄｄｏｍａｉｎ’ｓｓｙｍｍｅｔｒｙｐｌａｎｅｆｏｒｐｒｏｊｅｃ－

彈體的滾轉(zhuǎn)角，偏航角和俯仰角．在計算過程中，Ｆｌｕｅｎｔ會計算出彈體受到的流體動力及力矩，根據(jù)以上動力學(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計算模型與邊界條件本文的研究對象的幾何結(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，通過尋點、挖洞和建立差值關(guān)系等刪除無效的網(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)帶來的好處是可以對部件網(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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