回转体自然空化阻力特性数值仿真

针对水下航行器壁面出现自然空化现象影响航行速度问题,为了研究由自然空化引起的局部空泡对水下航行器阻力系数的影响.根据标准k-ε双方程,采用混合模型对不同空化数下回转体自然空泡特性以及阻力系数在Fluent6.3软件上进行了数值仿真.结果表明,局部空化的出现增大了总阻力系数.由于存在一临界空化数,使得航行器表面出现自然空化,存在另一临界空化数,使得压差阻力系数达到最大,并且此空化数与总阻力系数达到最大时的空化数相差不大.求解结果证明,方法的正确性和有效性.     

航行器垂直入水空泡特性与流体动力研究

研究超空泡航行器垂直入水空泡形态与流体动力特性,针对空泡出现流体动力特性改变,为了确定入水参数,根据标准k-E模型,采用三维动网格技术,对超空泡航行器入水过程重力场下非定常空泡特性以及流体动力参数进行了数值仿真.得出结果,攻角越大,空泡形态不对称性越明显,迎流面空泡越短越薄,背流面空泡越长越厚,迎流面与背流面的空泡闭合时差越大,且流体动力系数越大.证明对同-入水深度时,从曲线上分析,阻力系数的斜率基本一致,升力系数与俯仰力矩系数的斜率随攻角的增大而增大.研究结果可为入水弹道的研究提供了流体动力参数.     

初始自由空腔体积对PBX-3炸药慢烤反应烈度的影响

为了认识初始自由空腔对约束奥克托今（HMX）基PBX-3炸药慢烤反应烈度的影响，以圣地亚热点火（SITI）实验装置为参考，设计了初始自由空腔体积率分别为1.0%和7.4%的弱约束慢烤实验装置。在相同的温升速率下开展了约束HMX基PBX-3炸药慢烤实验，通过小尺寸K型热电偶测量炸药中心平面不同位置以及壳体表面的温度变化历程，采用耐高温光子多普勒测速探头测量炸药热爆炸后壳体的运动速度，并在慢烤箱中回收实验装置残骸。结果表明：在相同的壳体约束强度和加温条件下，2种不同初始自由空腔体积率的约束PBX-3炸药均在中心区域首先发生点火反应；初始自由空腔体积率为1.0%时，热爆炸时刻壳体表面的温度更高，炸药整体温度更高，炸药点火反应后壳体加速更快、速度更高，实验装置残骸碎片更小，反应烈度更高。分析认为：初始自由空腔体积率为1.0%时，热爆炸前炸药受到的应力更大，炸药损伤更严重；炸药中心点火反应后，更大的热应力使得炸药点火反应产生的气体在中心聚集形成更高的压力，炸药燃烧速率更大，燃烧产生的高温气体更容易进入微裂纹，形成更强的对流燃烧，导致压力增长速率更快，炸药反应更剧烈。