排气能量对底部排气弹气动特性影响的数值模拟

远程压制武器在现代战争中的作用越发凸显,各种增程技术成为现代火炮技术研究的重要方向,而底排减阻是重要的方法之一。底排药剂燃烧产生的气体含有相对较高的能量,重点研究底排气体能量对底部排气弹气动力特性的影响。建立底排能量边界条件,采用添加人工粘性项的MacCormack差分格式求解三维Euler方程组,数值求解绕底部排气弹弹丸流场,得到底部阻力等气动力系数。分析表明,能量是影响底部排气弹气动力特性进而影响减阻增程效果的重要因素之一,在一定条件下提高底排气体温度,有利于增大弹丸射程。研究结果可为进一步研究底部排气弹减阻增程提供参考。

不同引信头部外形参数对弹丸气动力的影响

为提高弹丸射击质量，采用LU隐式差分格式求解三维Navier—Stokes方程，对后体形状完全相同，具有不同引信头部外形参数的两种弹丸进行了数值模拟，得到了两者在马赫数0．7—3．0下的诸气动力参数和气动力特性的差异，并分析了产生的原因。计算结果表明：在弹丸设计过程中，应充分考虑引信结构、外形对弹丸气动力特性的影响，避免采用具有拐点的母线形状。

高超声速弹丸头部气动热研究

采用有限体积TVD差分格式求解三维欧拉方程,数值模拟了来流马赫数Ma∞大于5的弹丸流场.利用数值计算求得相关参量,并代入求解热流密度的经验公式,得出弹丸头部的热流密度和温度分布情况.此研究是计算热流密度的尝试.计算结果表明,求出的热流密度分布符合基本规律.

高速动能弹温度场数值模拟

随着兵器发射技术和空气动力学技术的发展,动能弹的发射初速和飞行状态正从超声速向高超声速发展,由此产生了气动热问题.准确预测动能弹温度场是其气动力和热防护设计的关键技术.采用CFD预测温度场的方法,包括平衡流流动控制方程及差分格式,构造平衡流通量Jacob矩阵,在差分格式矢通量分裂过程中嵌入平衡流真实气体模型模拟温度场,获得平衡流气体状态方程.对典型高速动能弹热环境进行验证,考察方法的合理性.对设计的一种新型高超声速动能弹温度场进行数值模拟,为其气动设计及热防护提供了较可靠的数据.

限制器对弹丸阻力计算的影响

采用通量型NND(无波动无自由参数的耗散)差分格式结合不同限制器,计算了某超音速小攻角飞行弹丸的阻力.给出了沿弹迎/背风面压力系数和切应力系数的分布曲线,分析了不同限制器对阻力系数的影响.结果表明,压缩型限制器捕捉压力和切应力变化的能力最强,耗散型限制器会抹平压力和切应力峰值;耗散型限制器计算的阻力系数误差最大;采用可微限制器计算的层流阻力系数最符合试验值;各限制器计算的摩阻系数随来流马赫数的增大逐步与van Driest工程计算值相吻合.