兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (5): 240690-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0690
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收稿日期:
2024-08-12
上线日期:
2025-05-07
通讯作者:
基金资助:
ZHANG Xin, ZHOU Biaojun, ZHAO Zijie, LI Haoyong, DAI Qi*()
Received:
2024-08-12
Online:
2025-05-07
摘要:
为研究横流环境中水下电磁发射射弹出筒过程的空泡形态和弹道特性,基于重叠网格技术,结合流体体积多相流模型和Schnerr-Sauer空化模型,对不同横流速度下无燃气作用的水下电磁发射出筒过程进行数值模拟,探究横流、出筒空泡与射弹运动的耦合作用机理。研究结果表明:横流作用下,出筒空泡迎流侧半径减小,背流侧半径增大,而膛口附近的弹体迎流面还会沾湿,压力增大,使得射弹出筒后的黏滞阻力增加,压差侧向力作用在横流方向上;随着横流速度的增加,出筒空泡变化更加显著,射弹迎流侧的空泡消失,迎流面完全沾湿,并且背流侧尾流区中压力剧烈减小,导致空泡大幅度扩张,在尾流区的后驻点附近,局部压力增大,使得空泡中间向内坍缩;射弹运动受到的阻力剧烈增强,并且由于弹体锥段的侧向力相比圆柱段更大,俯仰力矩沿着顺时针方向,导致射弹往横流方向偏移,产生顺时针偏转,并随着位移增长变得更加显著,弹道发生失稳。
中图分类号:
张鑫, 周标军, 赵子杰, 李浩永, 戴琪. 横流环境中水下电磁发射出筒空泡与弹道特性的数值模拟[J]. 兵工学报, 2025, 46(5): 240690-.
ZHANG Xin, ZHOU Biaojun, ZHAO Zijie, LI Haoyong, DAI Qi. Numerical Simulation of Cavitation and Ballistic Characteristics of Underwater Electromagnetically Launched Projectile in the Cross-flow Environment[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(5): 240690-.
弹长 L/mm | 弹径 D/mm | 空化器直径 Dn/mm | 质量/ g | Ixx/ (kg·m2) | Iyy、Izz/ (kg·m2) |
---|---|---|---|---|---|
170 | 12.65 | 4 | 136 | 2.5×10-6 | 1.6×10-3 |
表1 射弹物理参数
Table 1 Physical parameters of projectile
弹长 L/mm | 弹径 D/mm | 空化器直径 Dn/mm | 质量/ g | Ixx/ (kg·m2) | Iyy、Izz/ (kg·m2) |
---|---|---|---|---|---|
170 | 12.65 | 4 | 136 | 2.5×10-6 | 1.6×10-3 |
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