充液圆管周向多股壁面燃气射流排水特性

为探索水下火炮低阻高速发射新方式及工作原理,提出一种在身管内壁开设若干道凹槽、引导部分弹后火药燃气实时排水的方式,以达到在类似于空气中发射的效果,实现水下火炮低阻高速发射的目的。建立充液圆管多股燃气排水的三维非稳态两相流模型,并针对30 mm充液圆管气体与液体相互作用过程进行数值模拟。结果表明:多股燃气射流在扩展过程中沿周向率先汇聚,随后协同排出壁面附近的液体工质,最后完成径向汇聚,形成柱状气幕。多股燃气射流在圆管内的轴向扩展速度先短暂地迅速衰减,随后由波动上升逐渐转变为非线性上升。喷孔近场区域内,各截面燃气面积分数在波动中逐渐上升;喷孔远场区域内,燃气射流扩展到某一截面时,该截面燃气面积分数迅速上升,但在随后的扩展过程中,燃气面积分数缓慢上升且存在波动。充液圆管内燃气体积分数呈非线性增长,排水效果良好。