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《超空泡射彈水下毀傷特性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、超空泡射彈水下毀傷特性研究曹偉，付炳瑞，王聰（哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院，哈爾濱150001）摘要：利用ANSYS/LS-DYNA顯示動(dòng)力學(xué)分析軟件，結(jié)合流固耦合技術(shù)，仿真研究了超空泡高速射彈在水中侵徹金屬靶板的過程。建立了超空泡高速射彈及金屬靶板的物理模型，根據(jù)彈道特點(diǎn)設(shè)計(jì)了合適的計(jì)算域，并完成了網(wǎng)格的劃分。得到了射彈在水中運(yùn)動(dòng)并生成超空泡情況下，射彈結(jié)構(gòu)破壞與侵徹靶板的特性規(guī)律。最后與空氣屮侵徹特性進(jìn)行對比分析，得到了水中射彈侵徹靶板時(shí)產(chǎn)生的孔洞要比相同速度下在空氣中的略大，射彈在不同介質(zhì)中侵徹瞬間產(chǎn)生的最大等效應(yīng)力
2、值皋本一致等結(jié)論。關(guān)鍵詞：流體力學(xué)；超空泡；高速射彈；侵徹；水下運(yùn)動(dòng)；數(shù)值模擬中圖分類號：0347Studyonthepenetrationoftheunderwaterhigh-speedsupercavitatingprojectilesCaoWei,FuBingrui,WangCong（SchoolofAstraunulics,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001）Abstract:BasedonthefiniteelementsoftwareANSYS/LS-DYN
3、Aandthefluid-solidcouplingtechnology,theprocessoftheunderwatersupercavitatingprojectilepenetratingmetaltargetboardwerestudiedbynumericalsimulation.Thenthesupercavitationhigh-speedprojectilemodelandthepenetrationtargetwerebuilt,andaccordingtotheballisticcharacte
4、risticsofthehigh-speedprojectile,thesuitablecomputationaldomainandmeshforprojectileandtargetplateweredesigned?Thestructuraldamageoftheprojectileandthepenetratingcharacteristicswereobtainedontheconditionofunderwatermovement.Comparedwiththepenetrationcharacterist
5、icsoftheprojectileindifferentmedium,theresultshowsthattheexitholesoftargetboardinwaterisbiggerthanthatintheairunderthesamevelocity,andthemaximumstressarealmostthesame?Keywords:fluidmechanics;supercavitation;high-speedprojectiles;penetration;underwatermovement;n
6、umericalsimulation0引言航行體在水下高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，周闈液體汽化，產(chǎn)生覆蓋航行體大部分或全部表面的超空泡。有效地控制超空泡的形態(tài)，將能夠使航行體的阻力減少一個(gè)數(shù)量級。基于超空泡減阻技術(shù)研制的超空泡高速射彈，例如美國的機(jī)載快速火雷系統(tǒng)（RAMICS）Z],是一類小型的超空泡武器，其著靶速度大于150m/s,水下航程可達(dá)到幾十米至百余米。超空泡射彈利用自身的動(dòng)能或攜帶可燃物質(zhì)摧毀冃標(biāo)，可以認(rèn)為是一種水下動(dòng)能彈，其在空氣中的毀傷機(jī)理與特性與一般的細(xì)長金屬桿類似⑶，但是當(dāng)超空泡射彈以極高的速度在水中航行時(shí)（約l
7、OOOnVs）,自身受到水阻力作用，頭部可能會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞；當(dāng)射彈侵徹靶板時(shí)，在多相流場作用下也可能會(huì)體現(xiàn)出與空中侵徹不同的機(jī)理和現(xiàn)象。本文利用ANSYS/LS-DYNA顯示動(dòng)力學(xué)分析軟件，仿真研究了超空泡高速射彈在水中垂直侵徹金屬靶板的過程，并與空氣屮侵徹特性進(jìn)行對比分析，初步揭示了超空泡高速射彈水中侵徹金屬靶板的特性規(guī)律。基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助（51149003）,高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研蛭金資助課題（20092302120045）作者簡介:曹偉,（1978-）,男，講師，水下航行體動(dòng)力學(xué)。E-ma
8、il:caowei@hit.edu.cn1計(jì)算模型參考文獻(xiàn)［4,5］等中介紹的RAMICS模型，建立本文的超空泡射彈模型，如圖1所示⑷,從上至下依次為空化器、長錐段、中間段、尾段。簡化后的計(jì)算模型兒何參數(shù)如圖2所示，全長15.38cm。其中錐段長7cm,錐段前緣直徑為0.48cm,后緣直徑為lcm；圓柱段長8cm,直徑lcm；空化器段長0.38
