
					兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (12): 4383-4394.doi: 10.12382/bgxb.2023.1041
收稿日期:2023-10-24
									
				
									
				
									
				
				
											上线日期:2024-12-30
									
			通讯作者:
					
        
               		BAI  Wenbin, YU  Yonggang*(
), ZHANG  Xinwei
			  
			
			
			
                
        
    
Received:2023-10-24
									
				
									
				
									
				
				
											Online:2024-12-30
									
			摘要:
为研究水下火炮采用气幕式发射条件下的膛口流场演化特性,建立气幕式发射二维非稳态膛口两相流模型,并验证模型的正确性,随后对30mm滑膛式火炮气幕式发射的膛口初始射流流场及燃气射流流场进行数值模拟。计算结果表明:在弹丸推动作用下,弹前气幕向膛外扩展形成初始射流;初始射流先在膛口附近形成两道斜入射激波,并在中心轴线处发生正规反射,随着气幕内环境压力的衰减,两道入射激波又在近轴线区域发生非正规反射,形成初始射流瓶状激波结构;初始射流马赫盘位置基本保持不变,直径随时间呈线性增长,弹丸出膛后,火药燃气迅速向弹丸侧前方扩展,并快速吞噬初始射流马赫盘,在t=210μs时,入射激波首先在弹底壁面发生非正规反射,随后在靠近轴线处又发生两次非正规反射,形成双三波点的瓶状激波结构,燃气射流马赫盘轴向位移随时间呈指数衰减规律,直径呈现增长-突增-稳定的趋势。
中图分类号:
柏雯斌, 余永刚, 张欣尉. 水下火炮气幕式发射膛口流场演化特性的数值分析[J]. 兵工学报, 2024, 45(12): 4383-4394.
BAI Wenbin, YU Yonggang, ZHANG Xinwei. Numerical Analysis of Muzzle Flow Field Characteristics of Underwater Gun Using Gas Curtain Launch[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(12): 4383-4394.
																													图3 模拟发射过程中气液分布计算结果(右)与试验结果(左)对比
Fig.3 Comparison of the calculated (right) and experimental (left) results of gas-liquid distribution during simulated launch
| [1] |  
											  王雨舒, 吕续舰. 水下枪炮发射问题研究综述[J]. 装备环境工程, 2022, 19(5): 1-13. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [2] |  
											  张旋, 余永刚, 张欣尉. 火炮在不同介质中发射的膛口流场特性分析[J]. 爆炸与冲击, 2021, 41(10): 103-114. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [3] |  
											  | 
										
| [4] |  
											  郭则庆, 乔海涛, 姜孝海. 内埋式航炮膛口流场特性数值模拟研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(12): 2373-2378.  
											 												doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2017.12.010  | 
										
|  
											  | 
										|
| [5] |  
											  doi: 10.1016/j.dt.2019.09.007  | 
										
| [6] |  
											  朱冠南, 王争论, 马佳佳, 等. 低压环境下膛口冲击波实验研究[J]. 兵工学报, 2014, 35(6): 808-813.  
											 												doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2014.06.009  | 
										
|  
											  | 
										|
| [7] |  
											  | 
										
| [8] |  
											  | 
										
| [9] |  
											  游鹏, 周克栋, 赫雷, 等. 含运动弹头的手枪膛口射流噪声场特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(12): 2597-2605.  
											 												doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.12.007  | 
										
|  
											  doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.12.007  | 
										|
| [10] |  
											  缪伟, 尹强, 钱林方. 火炮后效期火药气体流空过程的近似计算方法[J]. 兵工学报, 2021, 42(7): 1381-1391. 
											 											 | 
										
|  
											  doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2021.07.005  | 
										|
| [11] |  
											  | 
										
| [12] |  
											  薛滨, 何永, 蒋鑫. 某小口径火炮多功能膛口装置流场数值仿真[J]. 兵工自动化, 2022, 41(12): 83-87. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [13] |  
											  doi: 10.1016/j.dt.2020.06.019  | 
										
| [14] |  
											  刘育平, 李金新, 杨臻, 等. 水下炮内弹道分析与数值仿真[J]. 火炮发射与控制学报, 2007(4): 30-33. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [15] |  
											  兰晓龙. 水下枪械发射内弹道研究[D]. 太原: 中北大学, 2014. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [16] |  
											  郭映华, 李瑞静, 刘伟, 等. 全浸式火炮内弹道参数优化设计[J]. 水下无人系统学报, 2021, 29(5): 616-620. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [17] |  
											  孟祥宇, 侯健, 秦一平, 等. 枪弹间隙对水下枪内弹道的影响[J]. 高压物理学报, 2020, 34(3): 145-157. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [18] |  
											  张京辉, 余永刚. 弹道枪不同水深下全淹没式发射膛口流场的数值分析[J]. 爆炸与冲击, 2020, 40(10): 97-109. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [19] |  
											  | 
										
| [20] |  
											  李超畅, 严平. 水下贴壁发射膛口动态过程仿真[J]. 兵器装备工程学报, 2023, 44(6): 140-147. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [21] |  
											  | 
										
| [22] |  
											  张旋, 余永刚, 张欣尉. 火炮在不同介质中发射的膛口流场特性分析[J]. 爆炸与冲击, 2021, 41(10): 103-114. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [23] |  
											  张旋, 余永刚, 张欣尉. 基于流固耦合的瞬态多相流场特性研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(16): 406-417.  
											 												doi: 10.3901/JME.2023.16.406  | 
										
|  
											  doi: 10.3901/JME.2023.16.406  | 
										|
| [24] |  
											  | 
										
| [25] |  
											  | 
										
| [26] |  
											  胡志涛, 余永刚. 圆柱形充液室中4股贴壁燃气射流扩展特性的实验研究[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(4): 465-471. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										|
| [27] |  
											  | 
										
| [28] |  
											  | 
										
| [29] |  
											  | 
										
| [30] |  
											  | 
										
| [31] |  
											  | 
										
| [32] |  
											  李鸿志, 姜孝海, 王杨, 等. 中间弹道学[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2015: 31-33. 
											 											 | 
										
|  
											  | 
										
| [1] | 丁彦超, 王宝寿, 吴文婷, 刘新辉, 童心. 水压驱动两级提拉式水下发射装置内弹道建模[J]. 兵工学报, 2024, 45(2): 594-605. | 
| [2] | 刘越, 赵子杰, 戴琪, 王安华, 张辉. 航行体水下高膛压与高速发射载荷特性[J]. 兵工学报, 2023, 44(4): 1126-1138. | 
| [3] | 权晓波, 尤天庆, 张晨星, 王凡瑜, 孔德才. 水下垂直发射航行体尾空泡振荡演化特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(8): 1728-1734. | 
| [4] | 游鹏, 周克栋, 赫雷, 缪桓举. 含运动弹头的手枪膛口射流噪声场特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(12): 2597-2605. | 
| [5] | 张京辉, 余永刚. 弹道枪水下全淹没式发射膛口流场演化特性的数值模拟研究[J]. 兵工学报, 2020, 41(3): 471-480. | 
| [6] | 陈川琳, 黄陈磊, 许辉, 李忠新, 吴志林. 小口径步枪弹头后效期运动特性试验与数值研究[J]. 兵工学报, 2019, 40(2): 265-275. | 
| [7] | 杜佩佩, 鲁军勇, 冯军红, 李湘平. 基于多块结构重叠网格的电磁轨道发射器动态发射过程流场分析[J]. 兵工学报, 2018, 39(2): 234-244. | 
| [8] | 张欣尉, 余永刚, 莽珊珊. 装药参数对水下机枪密封式膛口流场影响的数值分析[J]. 兵工学报, 2018, 39(1): 18-27. | 
| [9] | 周鹏, 曹从咏, 董浩. 高压气体发射装置内弹道特性及膛口流场分析[J]. 兵工学报, 2016, 37(9): 1612-1616. | 
| [10] | 刘传龙, 张宇文, 王亚东, 祁晓斌. 考虑适配器弹性的潜射导弹出筒载荷特性研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(2): 379-384. | 
| [11] | 朱冠南, 王争论, 马佳佳, 王巧. 低压环境下膛口冲击波实验研究[J]. 兵工学报, 2014, 35(6): 808-813. | 
| [12] | 朱坤, 陈焕龙, 刘乐华, 杨晓光, 张纪华. 波浪相位对航行体出水过程水动力特性的影响[J]. 兵工学报, 2014, 35(3): 355-361. | 
| [13] | 吴伟, 许厚谦, 王亮, 薛锐. 基于无网格方法的膛口二次焰数值研究[J]. 兵工学报, 2014, 35(12): 1991-1997. | 
| [14] | 郭则庆, 王杨, 姜孝海, 李鸿志. 膛口初始流场对火药燃气流场影响的数值研究[J]. 兵工学报, 2012, 33(6): 663-668. | 
| [15] | 王亚东, 袁绪龙, 张宇文, 刘维. 波浪对导弹垂直发射水弹道影响研究[J]. 兵工学报, 2012, 33(5): 630-635. | 
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