口径30mm空心弹真实条件下的气动特性研究

《口径30mm空心弹真实条件下的气动特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第4l卷第5期2011年9月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．4lNo5Sep．201I口径30mm空心弹真实条件下的气动特性研究李艳玲，陈志华(南京理工大学瞬态物理重点实验室，江苏南京210094)摘要：为了更深入细致地研究空心弹在各不同条件下的空气动力学特性厦其影响因素，以口径30mm的空心弹为研究时象，通过Fluent软件数值仿真空心弹内外流场，以获得相关数据和气动力参数。对比了空心弹丸和实心弹丸的流场．结果表明：空心弹丸阻力系数比实·o弹丸的要小很多。运用不同的控制方程时空心弹

2、丸进行数值模拟，结果表明：采用单方程模型对于阻力系数的计算更精确，时流场的模拟也更接近实验结果。关键词：空心弹丸；气动力；阻力系数；F1uent中图分类号：V21l文献标识码：A文章编号：1671—654X(2011)05．0076．05AerodynamicCharacteristicsofHollowProjectilewithaDiameterof30nLrnunderRealConditionsL1Yah—ling，CHENZhi—hua(LaboratoryofTransientPhysics，№蛳ngUniversit

3、yofScienceandTechnology，№彬ng210094，China)Abstract：FormoredetailedstudyofthattheaerodynamiccharacteristicsandinfluencingfactorsofholloWprojectilesunderdifferentconditions，thehollowpmjectilewithadiameterof30ramwagnumericallysim-ulatedinvirtueofFluentofCFDsoftwareinorder

4、togetaerodynamicparameters．Inthispaper，wecom-paretheflowfieldofthehollowprojeetilewiththeflowfieldofthesolidproieetile．Theresultsindicatethatthehollowprojectile’sdragcoefficientismuchsmallerthanthatofthesolidprojectile．Wealsosimu-latetheflowfieldusingdifierentturbuhnc

5、emodelsandtheresultsindicatethatthel'e8ulIsgotbythemr-bulencemodelofSpalart．AllmagasaremoreaccurateandthesireulationresultsoftheflowfieldaI℃clos．ertotheexperimentalresults．Keywords：hoHowprojectile；aerodynamicforce；dragcoefficients；Fluent引言空心弹(HollowVrojeetile)主要由空心薄壁圆

6、管组成，因此又称为管式弹(TubularProjectile)，属于超音速弹药。由于空心弹沿弹丸的中心轴线为通孔，几乎所有靠近圆管前端面的空气都可从中流过，因此，与传统的实心弹相比．空心弹丸的头部激波阻力和尾部涡流阻力都大大减小。另外，空心弹还具有速度高、飞行时间短、命中精度高以及对目标侵彻能力强等系列优异的性能特性和使用特性。上世纪70年代以来，以美国为代表的西方国家，广泛开展了空心弹丸的基础理论研究和应用开发研究(包括大量的可行性试验)，所研究的口径从5．56mm到105mill(坦克炮训练弹)，重点为7．62mm(枪弹)和2

7、0mm(炮弹)。并有许多关于空心弹丸的发明专利”。1。同样加拿大105mmL7AI型坦克炮脱壳穿甲弹，也采用了空心弹丸减阻技术。而德国、英国等欧盟国家同样开展了类似研究。国内上世纪70年代开展过空心弹研究，但基本上属于对国外研究结果的试验验证。传统气动力外形设计的方法是对不同设计方案进行风洞试验，然后综合分析实验结果，以得到最优的设计方案，该方法设计周期长、效费比低。近年来，随着计算流体力学的发展，利用欧拉方程，结合不同算法对空心弹的复杂波系流场特性进行了数值模拟研究‘3一“。考虑到在空心弹表面积约为同等口径常规弹的两倍”1，因而

8、其气动参数计算过程中，表面摩阻所占比重收稿日期：2011—05—21修订13期：201I一08—22作者简介：李艳玲(1985一)．女，江苏徐州人．硕士研究生，主要研究方向为丁程力学。2011年9月李艳玲等：口径30ram空心弹真实条件下的气动特性