旋轉(zhuǎn)射彈高速傾斜入水多相流場與彈道數(shù)值模擬

摘要：基于VOF多相流模型和有限體積法求解水、汽、氣多相流動的RANS方程,結(jié)合重疊網(wǎng)格技術(shù)和six DOF算法對某一型號艦載射彈傾斜入水過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究。首先基于該方法研究了射彈旋轉(zhuǎn)效應(yīng)對射彈運(yùn)動特性及流體動力特性的影響,然后對不同入水角下傾斜入水過程進(jìn)行分析,得到不同傾角下旋轉(zhuǎn)射彈入水空泡形態(tài)發(fā)展規(guī)律、彈體運(yùn)動特征及流體動力特性變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:射彈的旋轉(zhuǎn)有利于彈體在初始對稱面內(nèi)的彈道穩(wěn)定性,但會降低彈體側(cè)向穩(wěn)定性,使射彈受到的阻力系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)變小;入水角越小,形成的空泡越不對稱,由射彈運(yùn)動狀態(tài)的改變引起的空泡形態(tài)變化越明顯,在超空泡航行階段,彈體運(yùn)動較穩(wěn)定,不同角度下流體動力系數(shù)差別很小,當(dāng)彈體下表面刺破空泡壁沾濕時,彈體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生較大變化,流體動力系數(shù)迅速增大,此時入水角度過小,彈體容易失穩(wěn);彈體的沾濕對空泡形態(tài)、彈體運(yùn)動穩(wěn)定性和流體動力特性有著重要的影響。