某弹丸无损回收装置长度设计与验证

针对超高初速炮弹回收问题,提出了一种结构简单且安全可靠的回收实验装置来回收此类炮弹。该回收装置的介质为空气与水的混合体,通过向水中加入空气形成大量液泡,使得液泡具有可压缩性,利用液泡的可压缩性以及液体的阻尼特性,既可以实现降低高速弹丸的速度,又可以保证不对弹丸结构产生损伤。通过理论分析以及利用CFD技术进行仿真,得到炮弹最终减速情况,在满足要求安全过载的情况下,得出弹丸回收过程的速度、加速度以及压力曲线。仿真结果表明,在8.6 m长的回收装置中,可以将初速为1 000 m/s的弹丸在最大过载不超过20 000 g的情况下,最终速度减为0 m/s.最后通过对仿真结果与试验验证结果进行对比,发现两者趋势以及量级都比较吻合。     

激光速度干涉仪(VISAR)的原理和实验

本文介绍一种激光速度干涉仪。它能够测量高速目标的速度,并直接得到速度-时间曲线。文中介绍了干涉仪的原理,给出了实验结果并用该装置测量了子弹在膛内的加速过程。在实验装置中,对于漫反射的样品表面采用功率为2mW的氦氖激光器作为光源,并得到相当好的信号噪声比。该激光干涉仪能够测量漫反射面的运动,对样品表面在实验中的倾斜不敏感,因而是一种很实用的测高速手段。     

水基灭火装置爆炸抛洒成雾运动特性研究

为了研究爆炸驱动水成雾灭火作用过程,研制一种简易水基爆炸灭火装置。针对4种不同几何尺寸的灭火装置,采用HX-3型高速摄像机记录水雾与柴油火作用全过程。通过研究水基灭火装置爆炸抛洒灭火过程,认为爆炸驱动水抛洒运动分为3个阶段:喷射阶段、过渡阶段和弥漫阶段;理论分析和估算了抛洒过程中水雾的速度、半径以及作用时间;分析了灭火装置几何尺寸因素对抛洒运动特性参数及灭火效果的影响。研究表明,灭火装置的长径比、比药量以及水的质量会对水雾爆炸抛洒过程造成影响。     

横向喷流对复杂外形导弹气动特性影响研究

通过求解可压缩NS( Navier - Stokes)方程组,得到横向喷流标模流场仿真结果,验证了横向喷流流场仿真方法的有效性.在此基础上对复杂外形导弹的干扰流场进行仿真,并从定性与定量两方面分析喷流位置和来流攻角对干扰流场的影响.对比分析了不同攻角时,有无喷流弹体表面压力分布,给出了有无喷流的弹体法向力沿轴向变化规律...     

高速破片侵彻液舱的速度衰减特性

为分析高速破片侵彻液舱速度衰减特性,开展不同形状破片高速侵彻系列仿真研究.仿真模型包含方形破片、球形破片、平头破片、圆头破片4种不同破片形状,并模拟了各种形状破片在不同初始速度下的速度衰减过程.仿真结果与文献[14]中的试验结果进行对比,验证了仿真方法在超空泡条件下预报破片速度衰减的准确性.对仿真速度衰减结果进行分析,结合破片速度衰减理论公式,获得各计算工况下破片速度衰减阻力系数.通过对比破片阻力系数发现:球形和圆头破片较方形和平头破片有着更小的阻力系数和更强的侵彻性能;相同形状破片阻力系数随着破片尺寸参数的增大而逐渐减小.     

气体发生剂高压燃气驱动液体高速喷雾的试验研究

介绍一种气体发生剂高压燃气驱动的高速液体喷洒装置,利用高速摄影和压力测试系统,研究了安装螺旋喷嘴的喷洒装置在不同装药量下的喷射初始速度和液体雾化射流的扩展过程。实验结果表明,气体发生剂装药量大于50 g时,喷洒装置可快速形成稳定的喷雾锥,随着药量的加大,喷嘴的雾化效果也显著提高。并发现气/液界面的Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性会对喷嘴的正常工作带来不良影响。     

尾部喷流对超空泡流动影响试验技术研究

尾部喷流与超空化流场的相互影响涉及空化流动以及带相变的复杂多相流问题,就目前的条件而言,采用数值仿真方法难度很大,试验研究成为主要研究手段.针对如何在水洞开展尾部喷流对超空化流动影响试验,提出了研究超空泡航行体尾部喷流的试验方法, 推导了一个新的相似准则数,为确定研究尾部喷流的试验参数提供了依据.利用商用软件Fluent,对水洞模型试验的支撑方式进行了数值仿真,结果表明,头支撑方式对模型超空化流场影响较小,更适合尾喷问题的试验研究.水洞模型试验验证了数值仿真结果的正确性.     

潜艇水下武器发射后海水喷流噪声数值仿真

为了研究武器发射出管后的海水喷流噪声,将发射管比拟为水下圆管,通过发射装置水下发射过程的3D流场仿真,获取了武器出管后发射管口海水喷流的流场特性,在此基础上采用基于Lighthill声学类比的积分方法对水下圆管自由喷流噪声进行了计算与分析。结果表明,喷流噪声的能量主要集中在100 Hz以下的低频范围内,水下武器发射后的海水喷流噪声源并不是总发射噪声的主要组成。     

单喷管火箭发射喷水降噪机理研究

针对捆绑式运载火箭发射技术特点,提出并研发相对简化的单喷管火箭发射喷水降噪机理模拟试验系统,完成单喷管火箭发射喷水降噪机理初步试验研究。对喷水降噪模拟试验流场数据、资料的分析表明,低速常温液态水射流喷入高速气态喷流后,液态水瞬间雾化,实现高速气态喷流动量、能量交换,高速气态喷流形成高声强噪声的声效转换能力由此下降。雾化水汽在后续推进过程浓度十分均匀,改变甚至切断原喷流噪声传播途径。发射喷水降噪模拟试验噪声频谱分析表明,喷水条件下喷水具备宽频范围内抑制噪声能力,同时,喷水抑制喷流噪声中啸音能力突出。     

考虑堵片影响的筒式武器后喷流场研究

为了研究筒式武器后喷堵片参数对后喷流场的影响,利用Ansys Fluent流体计算软件,基于6 DOF动网格技术和铺层网格更新方法,建立了筒式武器后喷流场二维轴对称数值仿真模型,并进行仿真计算。以某型筒式武器为研究对象,研究了筒式武器在不同堵片质量、不同破膜压力条件下发射时后喷流场规律。研究表明:堵片在后喷流场中的运动可分为3个阶段:加速运动阶段、稳定运动阶段和减速运动阶段;筒式武器在堵片质量为30.5 g、破膜压力为10 MPa条件下发射,堵片速度最高可达670 m/s左右;随着堵片质量增加,堵片速度明显减少,近场压强第1个峰值有减小趋势,第2个峰值有明显增大趋势;随着堵片破膜压力增加,第1个压强峰值变化较小,第2个压强峰值明显增大,堵片速度呈上升趋势。