高速射弹倾斜入水过程多相流动特性数值计算

发布时间：2020-04-06 02:33

【摘要】：小尺度射弹模型高速倾斜入水的过程,涉及到穿越自由液面以及湍流等复杂的物理现象,并且经历的时间非常短,模型与介质互相影响,其流体动力特性以及对周围流场的影响等问题具有非常重要的研究价值。本文采用数值仿真模拟的方法,对高速射弹倾斜入水的流体动力特性以及周围流场压力进行分析研究,主要内容如下:采用雷诺时均方程的数值模拟方法,引入VOF多相流模型、SST湍流模型,采用动计算域技术,对整个高速射弹倾斜入水过程进行了数值模拟研究,并将数值模拟的结果与文献实验结果进行对比,验证了本文数值模拟的准确性。开展高速射弹倾斜入水整体过程数值模拟研究,分析了高速射弹倾斜入水对流体动力特性以及周围流场压力分布规律的影响。开展不同入射角度情况下高速射弹倾斜入水数值模拟研究,分析了不同入射角度高速射弹倾斜入水对流体动力特性以及周围流场压力分布规律的影响。开展不同射弹参数情况下高速射弹倾斜入水数值模拟研究,分别对不同质心以及不同密度的射弹倾斜入水开展了数值模拟研究,分析了射弹质心以及密度对射弹高速倾斜入水的流体动力特性以及周围流场压力分布规律的影响。
【图文】：

图 1-1 超空泡射弹对超空泡射弹进行研究必然需要对射弹的入水过程进行研究，同时这也是超空泡射弹等武器的共性技术基础。因此，开展高速射弹倾斜入水过程的流体动力特性、运动特性以及周围流场压力分布规律研究具有重要的理论意义和工程价值。射弹入水过程的流体动力特性和运动特性是影响射弹入水后弹道稳定性以及射弹能否成功捕获目标的重要因素，另外，射弹周围流场压力分布规律不仅是在多个射弹并联入水时影响射弹能否成功捕获目标的重要因素，而且其对射弹周围流域内设备的影响也是实验成功与否的关键所在。本文将通过数值模拟方法对射弹倾斜入水过程的流体动力特性以及周围流场压力分布规律进行分析研究。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外入水实验研究进展

图 1-2 加州理工学院可控大气压发射水箱美国在湖岸上建设莫里斯大坝实验系统[12]（如图 1-3 所示）多角度发射平台，发射角度可在 0 ~ 40 度之间调节，并装配 压力的气炮和 MK-32 鱼雷炮管，，可实现多角度、多口径武担重约 1.8 吨的弹道实验。实验使用摄像机、闪光相机等对进行拍摄，经过对图片进行数据处理从而得到射弹整个运动数据。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ6

【参考文献】

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本文编号：2615879