前抛体对弹体入水载荷影响数值模拟研究

弹体穿过气-液界面时因密度突变会遭受强冲击载荷,出现结构损伤或破坏。为降低弹体入水的冲击载荷,基于Rabbi降载思想,提出了一种在主弹体前附加前抛体的结构形式。运用S-ALE(structured arbitrary Lagrange-Euler)算法和罚函数流固耦合方法进行空泡形态和弹体运动状态数值模拟,数值模拟结果与弹体入水实验图像吻合,验证了数值模拟算法的有效性;随后研究了前抛弹体的入水角度、主弹体与前抛体的无量纲入水时间间隔参数、前抛体尺寸、主弹体与前抛体的入水初速度对降载效果的影响。研究结果表明,前抛体垂直入水时存在前抛体和主弹体碰撞现象,不利于降载,甚至可能给主弹体带来更大的载荷;前抛体斜入水时可避免两弹体间的碰撞,具有良好的降载效果,最大降载率可达90%。在此基础上获得了降载效果最佳的无量纲入水时间间隔范围为0.8~0.9,在此范围内主弹体的降载效果随前抛体尺寸的增大和入水初速度增加而提高。

水下爆炸仿真参量设置影响研究

本文中研究了水下爆炸数值仿真参量设置对冲击波与气泡载荷计算结果的影响.构建一维楔形网格,研究了flow-out、transmit和none三种边界条件对气泡脉动特性的影响,表明应建立足够大的水域来模拟无限水域从而消除边界对气泡脉动的影响;构建不同水域尺寸的仿真模型,结果表明所述装药条件下合适的水域半径为1200倍装药半径;网格密度影响水下爆炸冲击波压力峰值,基于计算结果拟合得到了5%误差和10%误差下网格尺寸最小取值的计算公式.研究结果为水下爆炸载荷高精度计算提供重要参考.