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《水下武器彈道流場數(shù)值仿真.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2010年6月機床與液壓Jun．2010第38卷第l1期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．38No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．11．028水下武器彈道流場數(shù)值仿真邢煥革，王樹宗，陳軍(海軍工程大學(xué)管G-Y-程系，湖北武漢430033)摘要：建立水下武器發(fā)射管內(nèi)部流場模型，利用Fluent軟件的動網(wǎng)格技術(shù)對其流場進行數(shù)值計算，實現(xiàn)武器水下發(fā)射的內(nèi)彈道仿真，為精確描述武器水下發(fā)射的管內(nèi)過程提供了一種新的方法。關(guān)鍵詞：水壓平衡式發(fā)射裝置；數(shù)值計算；內(nèi)彈道；流場中圖分類號
2、：TK402文獻標識碼：A文章編號：1001—3881(2010)11—093—3FlowFieldSimulationofInnerBallisticTrajectoryofUnderwaterWeaponXINGHuange．WANGShuzong．CHENJun(DepartmentofManagement，NavalUniversityofEngineering，WuhanHubei430033，China)Abstract：Theflowfieldmodelofinnerballistictrajectoryofun
3、derwaterweaponwasconstructed．NumericalcalculationoftheflowfieldwasperformedwithdynamicmeshmethodofFluentsoftware，thesimulationofinnerballistic~ectoryofweaponunderwaterlaunchingwasaccomplished．Itprovidesreferencefordescribinginnerprocessofweaponunderwaterlaunchingmor
4、eaccurately．Keywords：Balancedlaunchingdevicewithwaterpower；Numericalsimulation；Innerballistictrajectory；Howfield一直以來，國內(nèi)在計算水下武器發(fā)射裝置內(nèi)彈海水從水缸前部開口流出并沿管道進入發(fā)射管，使管道時都基于以下假設(shè)：在發(fā)射管內(nèi)作用在武器后部中壓強升高從而推動武器出管。的流體(包括氣體、液體或氣液兩相)壓強只是時1．2發(fā)射管內(nèi)彈道模型間的函數(shù)，計算該壓強對武器的作用力時也只為突出重點，把研究范圍局限在發(fā)射管內(nèi)部，發(fā)是
5、簡單地認為作用力等于壓強乘以武器截面積。這射管內(nèi)彈道模型主要描述武器在發(fā)射管內(nèi)水壓作用下種假設(shè)忽略了壓強在發(fā)射管內(nèi)的空間分布特性，必的受力與運動規(guī)律。然影響內(nèi)彈道計算的準確性。隨著水下武器發(fā)射裝置技術(shù)的發(fā)展，發(fā)射武器種類的增多，原有經(jīng)典的水下發(fā)射裝置內(nèi)彈道計算模型已無法滿足新型發(fā)射裝置的精細設(shè)計以及內(nèi)彈道精確研究的要求，有必要采用更科學(xué)、準確的方法描述武器水下發(fā)射的管內(nèi)過程。作者以水壓平衡式發(fā)射裝置的發(fā)射管內(nèi)部流場為研究對象，基于有限差分原理，利用Fluent軟件的動網(wǎng)格技術(shù)對武器水下發(fā)射內(nèi)彈道流場進行圖1往復(fù)活塞水壓平衡式水
6、下發(fā)射裝置原理仿真，以期更為精確地描述武器水下發(fā)射的管內(nèi)過程。1往復(fù)活塞水壓平衡式發(fā)射裝置及研究思路1．1往復(fù)活塞水壓平衡式發(fā)射裝置工作原理往復(fù)活塞水壓平衡式水下發(fā)射裝置(見圖1)是利用水壓平衡原理，以壓縮空氣為工質(zhì)，實現(xiàn)大深度發(fā)射武器的潛艇發(fā)射裝置。它主要由氣瓶、發(fā)射圖2發(fā)射過程中武器在發(fā)射管內(nèi)中的受力情況示意圖閥、氣缸、雙頭活塞、水缸和發(fā)射管等組成，其工作如圖2，武器所受的力為：重力G、浮力F、迎過程為：發(fā)射時發(fā)射閥打開，高壓空氣進入氣缸，推面阻力Av+Usub)、管壁摩擦力、尾部海水推力動活塞向前運動，而位于水缸中的活塞
7、則擠壓海水，以及外部海水靜壓力。在武器運動過程中，其后收稿日期：2009—05—09作者簡介：邢煥革(1967一)，男，博士，副教授，主要從事武器系統(tǒng)與運用工程研究。E—mail：chenjun758@sina．com?！?4·機床與液壓第38卷面空出的容積由泵不斷從舷外吸人海水來補充。武器勻劃分，需要對其細化(圖4(b))，這樣就能在后部的海水，以與武器相同的速度向發(fā)射管外運動，保證精度的前提下提高網(wǎng)格的劃分速度和數(shù)值計算且運動的海水質(zhì)量不斷增加。把運動的海水與武器視速度。計算中生成的網(wǎng)格數(shù)為33946，節(jié)點數(shù)為為一整體，其
8、運動方程為：20584。J^，，=吉(Fg一一A(一一PhS)一(a)總的網(wǎng)格生成圖(1)dLt(2)m=mw+171,T=m珊+pSL+mT(3)(b)密封環(huán)部分網(wǎng)耪的放大圈式中：為武器在發(fā)射管內(nèi)的運動速度；L為武器在圖4發(fā)射管內(nèi)部流場網(wǎng)格模型發(fā)射管內(nèi)的運動行程；m為武器質(zhì)
