应用TVD格式数值分析低阻远程弹丸绕流场

从全Navier-Stokes方程出发,结合高雷诺数两方程κ-ε湍流模型,应用三维隐式有限体积TVD格式,数值仿真了低阻远程弹丸在来流马赫数Ma∞=0.96,Ma∞=1.1和Ma∞=2.5,攻角α=4°时的绕流流场.为避免分区计算而用代数方法生成了弹丸绕流场O型网格,计算结果得到了清晰的流场波系结构,弹体的迎风面和背风面流场呈现明显的非对称性,弹体表面的压力分布表明低阻远程弹丸的外形设计优化了弹丸的空气动力特性.     

圆柱形弹丸绕流流场数值分析

用数值模拟方法研究圆柱形弹丸绕流流场特性,出发方程为雷诺平增多的N-S方程,湍流模型为k-ε两方程模型,数值格式为二阶迎风格式,得到了圆柱形弹丸在亚、跨和超音速下的绕流流场结构和阻力系数,并在此基础上给出院 圆柱形弹丸头部阻力系数近似解析计算公式,与数值计算方法结果对比证明;其计算精度可以满足工程设计的要求。     

用Navier-Stokes方程数值模拟弹丸绕流流场

随着计算流体力学和计算机技术的发展,流场数值预测技术已被应用于弹丸绕流流场,特别是底部流场的数值模拟研究.目前,在这类研究中,广泛采用薄层方程组和近似因子分解技术.由于薄层假设不适用于底部流动;因而给底部流场的计算造成较大误差,而近似因子分解误差的引入亦在很大程序上限制了大时间步长求解,降低了计算效率.针对这种情况,本文从全Navier—Stokes方程组出发,采用八十年代中期发展起来的Mac Cormack显隐格式,计算了一种弹形的绕流流场,并对计算结果进行了分析和讨论.     

引信用侧进气涡轮电机三维绕流流场数值模拟

从全三维Naiver-Stokes方程出发,分析了引信用侧进气涡轮电机的外部三维绕流流场数值模拟方法,数值模拟了攻角α=0°,来流马赫数Ma∞=0.4、Ma∞=0.8和Ma∞=1.2条件下的某引信用侧进气涡轮电机的外部三维绕流流场,分析了流场的分布特性,计算结果得到了清晰的流场波系结构,模拟结果与工厂初步实验结果吻合良好.     

低速旋转弹丸偏流现象数值模拟

以三维 N-S 方程为基础,运用滑移网格技术,采用标准 k －ε湍流模型,对低速旋转弹丸在不同转速和攻角条件下的绕流流场进行了数值模拟,从流场结构和气动特性方面对低旋弹丸的偏流现象产生机理进行了分析,给出了弹丸侧向受力及周向压力分布规律,并对影响偏流现象的因素进行了验证。     

高精度迎风格式应用于弹丸跨音速绕流计算

针对弹丸跨音速粘性绕流流场进行了数值仿真研究,并与实验进行了对比。数值仿真的控制方程为雷诺平均的Navier-Stokes方程,湍流模型采用Baldwin-Lomax模型,应用了四阶的MUSCL TVD格式。结果表明,该方法可以取得高清晰度的流场结构。     

双时间法在弹丸非定常流场模拟中的应用

采用Jameson提出的双时间推进方法改进的隐式有限体积TVD数值格式,对有攻角高速旋转SOCBT弹丸非定常流场进行了数值模拟.计算结果表明流场在经过约一个旋转周期之后形成了动态稳定状态,弹丸表面压力呈现出稳定的周期性波动,整个绕流场表现为非定常周期性变化,计算得到的马格努斯力系数与试验值的对比令人满意,说明该格式是进行弹箭非定常流场数值模拟的有效方法.     

不同形状底凹结构对火炮弹丸飞行阻力影响研究

文中以改善火炮底凹弹的飞行阻力为目标,针对火炮弹丸不同底凹结构对减阻效果的影响展开研究.通过基于N-S方程的数值模拟,得到带底凹结构弹丸的绕流流场参数分布以及弹丸的气动阻力,讨论了相同底凹深度、不同形状底凹结构对弹丸流场、减阻效果的影响.研究发现,弹丸底部凹腔产生位于凹腔内的回流流动对底凹结构的减阻效果起决定性作用.研究的三种凹腔形状中,“收缩”形状的底凹结构有最小的气动阻力.     

三维无网格法及其在超音速弹丸流场模拟中的应用

为研究三维无网格方法及其在超音速流场模拟中的应用,基于Batina发展的显式无网格算法,借鉴非结构网格方法下的耗散模型,给出了一种无网格法下求解三维Euler方程的具体实现形式,并对某标准弹丸在超音速下不同马赫数、不同攻角的绕流流场进行了数值模拟,分析了其在不同马赫数和不同攻角下的升、阻力系数,俯仰力矩系数以及压心等,与实验结果进行了比较,结果基本一致.计算结果很好地验证了文中的三维无网格法在超音速流场数值模拟中的准确性和实用性.     

球形头罩高超声速绕流流场光传输数值仿真

气动光传输效应会影响导弹的制导精度,文中针对球形头罩的高速绕流流场进行了数值模拟,并对流场的光传输进行了仿真分析。首先求得绕流流场的密度分布,进而转化为非均匀变折射率场的分布;再利用光线追迹法求得光线的传输路径;最后计算得到光线通过湍流流场后的偏折量。结果表明:飞行马赫数越高,则头罩绕流流场的密度及折射率越大,光线的偏移量越大;同时,偏离头罩驻点位置越远,光线的偏移量也越大。     

冲压加速器冷态流场结构研究

为了获得冲压加速器内高速流场与弹丸周围激波结构的特性,采用高精度WENO计算格式求解二维可压欧拉方程,结合自适应网格加密技术(AMR)与沉浸边界法(IBM),数值模拟了冲压加速器冷态实验.结果表明,计算方法很好地描述了冲压加速器内部流场和激波结构,完整地呈现了弹丸周围激波的形成与发展过程及相关参数的变化情况,可以对冲压加速器冷态实验给予一定的指导与借鉴.     

弧长参数生成法及其在冲压加速器中的应用

该文根据冲压加速器边界形状复杂的特点，利用贴体网格的弧长参数生成法，将计算域分块生成网格，而后拼接起来。用三次插值函数控制边界的网格点疏密分布，利用新方法将子块光滑拼接，为进一步研究冲压加速器的流场奠定了基础。     

含动边界的膛口流场数值模拟

膛口流场是一种非定常、多相并带有强激波间断和剧烈化学反应的复杂流场.采用基于局部网格重构法的非结构动网格技术处理弹丸运动造成的网格变化,给出一系列按时间顺序排列的膛口流场数值计算结果,描述了复杂的膛口流场形成发展过程,实现了含运动弹丸的膛口流场的数值模拟.结果表明,在弹丸射出初期弹丸在影响膛口流场的同时,也受膛口流场的影响,速度增加,弹丸穿出冲击波后,出现弹头激波,速度减小.计算结果与实验结果相符合,表明数值计算方法是合理可行的.     

网格生成方法在APFSDS及弹托干扰流场计算中的应用

介绍APFSDS及弹托干扰流场数值模拟中的网格生成方法及其应用。利用等比数列网格生成技术，三维弧长生成技术以及拼接技术生成计算网格。该方法具有简明、快捷的特点。在临近物面的地方具有较好的贴体性和正交性。在计算脱壳穿甲弹和弹托之间的干扰时，将弹托简化为带圆弧的楔形块，计算结果比较令人满意。     

高精度迎风格式的射弹粘性绕流场数值模拟

应用四阶的NUSCL TVD格式,求解雷诺平均的N－S方程,对超音速射流与弹体绕流流场和弧形翼的空气动力特性进行了数值模拟研究,计算结果与实验对比表明,该方法可以获得高分辨率的流场结构。     

冲压加速器非反应流数值模拟

该文根据冲压加速过程中复杂激波系的流场特点，构造了有限体积的ＴＶＤ差分格式，用于求解Ｎ－Ｓ方程，以美国华盛顿大学３８ｍｍ冲压加速器作为算例，给出了详细的流场谱图。计算结果表明，采用该文提出的ＴＶＤ差分格式，可以有效地捕获激波，为进一步研究带有化学反应的冲压加速机理奠定理论基础，也为冲压器设计提供理论指导。     

底排装置瞬态泄压过程数值模拟

为了研究底排弹出膛口到自由飞行阶段膛口流场发展过程以及弹丸底部参数变化,采用二维轴对称平均N-S方程和一方程S-A湍流模型研究了底排弹出膛口过程中近膛口以及底排装置内腔的流场特性。同时为了进行验证对比,研究了普通弹丸出膛口过程的近膛口流场特性,底排弹以及普通弹丸的运动通过FLUENT软件中网格的动态铺层得以实现。获得了清晰的外流场波系结构以及底排装置内腔的压力及温度的变化规律,计算结果表明,普通弹丸出膛口过程的近膛口流场波系结构与实验图片相符,证明了本文采用的数值方法的可行性,计算结果为底排装置内（燃烧室）固体燃料的非稳态燃烧过程以及固体燃料的力学性能的分析提供了丰富的数据参考,同时为膛口流场的研究提供了参考。     

超高射频武器串联发射膛口流场数值模拟

为了研究超高射频武器高频连发时膛口流场形成机理和对弹丸飞行的影响,基于 ALE方程和嵌入网格技术,结合动网格方法进行数值仿真分析。数值结果清晰地揭示了高频连发时火药气体相互叠加形成的复杂流场的结构。在相同装药量下,高频连发时后续弹丸膛内加速度远小于首发弹丸;后续弹丸出膛口后,弹前火药燃气膨胀形成低压区,而弹后压力高于首发弹丸弹后压力,使其加速度大于首发弹丸。仿真结果为研究超高射频武器高频连发时弹丸受力分析提供一些理论依据。     

线圈发射过程弹丸参数设置

基于Ansoft电磁场有限元分析软件,对线圈发射过程进行了动态仿真,分析了弹丸材料与形状、与驱动线圈相对位置等影响弹丸受力的因素。仿真结果表明:弹丸长度应尽量与激励线圈长度接近;弹丸采用管状结构并且外侧靠近驱动线圈内侧可充分利用驱动线圈产生磁场的能量梯度;弹丸应采用导磁非导电材料,或者改变弹丸结构以抑制其内部产生感应涡流。基于以上分析得出了弹丸的最佳受力位置,并以此求出弹丸最大出炮口速度。     

加速弹丸诱导的非定常流场数值模拟

采用基于自动插点的Delaunay方法和局部网格重新生成方法所构造的含动边界自适应非结构二维网格和有限体积法,对冲击加速弹丸运动诱导的非定常流场进行了数值计算,讨论了非定常运动对波结构的影响。