分析水下气动发射模型内流场仿真

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1、2015年2月机床与液压Feb．2015第43卷第4期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．43No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．04．018水下气动发射模型内流场仿真分析牛清勇，李天匀(1．华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074；2．武汉科技大学理学院，湖北武汉430065)摘要：利用FLUENT软件对某水下气动发射模型发射过程的内流场特性进行了仿真研究。基于标准K-g湍流模式和轴对称模型进行了瞬态内流场分析。使用自定义函数和动态层网格更新方法，对因阀开启和武器运动引起的内流场边界的变化进行了模拟。通过对发射

2、气瓶在不同初压条件下的内流场仿真，分析了内弹道参数随时间的变化规律和发射装置内流场压强的空间分布规律。最后进行了水池发射试验，验证了仿真分析方法的有效性。关键词：水下气动发射；内流场；数值仿真；动网格中图分类号：TJ63文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)4—058—4NumericalSimulationontheInternalFlowFieldofanUnderwaterPneumaticLauncherModelNIUQingyong一，LITianyun(1．SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering，Hu

3、azhongUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430074，China；2．CollegeofScience，WuhanUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430065，China)Abstract：TheinternalflowfieldofanunderwaterpneumaticlaunchermodelwasnumericallystudiedusingFLUENT．Standard，(一sturbulentflowmodelandaxisymmetriemodelwer

4、eusedinthetransientsimulation．TheboundarychangesoftheflowfieldcausedbythemovingofthevalveandtheweaponwereconsideredwithUDF(UserDefineFunction)anddynamicmeshtechnique．Fourdif-ferentair—bottlepressurelevelswerediscussedasexamplesandthechangeswithtimeoftheinteriorballisticswereanalyzed，aswellast

5、hespatialpressuredistributionwithinthelaunchtube．Finally，theeffectivenessofthesimulationanalysiswasvalidatedbythelaunch—ingexperimentscarriedoutinawatertank．Keywords：Underwaterpneumaticlaunch；Internalflowfield；Numericalsimulation；Dynamicmesh某型水下气动发射装置，通过开启发射阀将气射装置进行流场仿真时，一般仅选取发射管内和武瓶内的高压空气引入发

6、射管气室，推动武器克服阻器出口位置周围的流场，且常需给定基于试验的发力出管。分析此过程中内弹道参数随时问的变化规射管人口压强条件或武器的管内运动规律等⋯。律和装置内的压强空间分布规律，对内弹道的优化文中针对某型水下气动发射装置，通过对发射阀进设计和研究发射过程中结构的振动和噪声响应有重行合理简化建立了全系统的分析模型；利用FLUENT要意义。除试验方法外，发射装置内流场的研究还软件，采用轴对称模型和标准—湍流方程对发射包括理论分析法和数值仿真法。理论分析法通常先过程进行了数值仿真；利用动网格技术模拟因发射建立发射系统各组件的数学模型，再组合得到装置阀开启和武器运动引起的内流场边界

7、的变化；通过整体的分析模型，该方法未考虑内流场参数空间对不同发射气瓶初压条件下的发射过程进行仿真计分布的不均匀特性。数值仿真法使用CFD软件模拟算，分析了武器的管内位移、速度、发射管膛压等内发射过程的内流场，该方法应用广泛且已取得显著弹道参数随时间的变化规律，对发射系统沿模型对成果。宋保维等利用动网格技术对气动不平衡式称轴的压强分布和发射管内压强的空间分布规律也鱼雷发射器的内弹道流场进行了仿真计算。刘乐华进行了分析。为验证仿真分析方法的合理性，进行了等采用TVD有限体积法对雷弹水