不同角度对超空泡射弹入水过程的影响

基于Fluent软件中的6DOF动网格和重叠网格技术对超空泡射弹不同角度入水进行数值模拟仿真,研究了射弹入水角度对射弹的超空泡特性影响。仿真结果表明：射弹两侧空泡形态不对称,与左侧空泡相比,右侧空泡尺寸较小;射弹入水以后,入水角为15°时,偏航角、滚转角的波动范围更小,相对入水角为5°时,其入水稳定性更好;入水角度对射弹流动稳定阶段的滚转力矩、偏航力矩及俯仰力矩影响非常小,且入水后俯仰力矩处于持续增加状态。     

旋成体射弹倾斜入水运动仿真

为了研究运动参数和弹头外形对弹体斜入水过程的影响规律,采用气液两相流体积分数和水汽空化模型,通过嵌套网格实现刚体三自由度运动学和动力学耦合,模拟了弹体以80～100 m/s速度倾斜入水开空泡阶段的运动过程。经文献实验验证,入水弹体速度与位移的误差为0～6%和-8%～0,转动角度误差为-6%～0。通过对入水速度和入水角度的多工况模拟研究,发现入水速度增大,弹体轴向冲击载荷增大,最大载荷与速度的平方呈线性关系,弹体速度非线性衰减率大;入水角增大,弹体转动角速率减小,运动稳定性强,速度衰减率不受入水角影响。与圆锥头部弹体相比,采用头部阶梯状修型后的弹体的平均速度衰减率、转动角速率和最大轴向冲击载荷分别降低到66.7%、40%和77.2%,显著提高了运动稳定性。     

非对称头部运动体低速垂直入水试验研究

利用高速摄像技术记录了同一入水条件下头部斜切角为5°～25°的5种非对称头部运动体垂直入水过程,比较分析了它们的空泡形态和速度变化,还分析了同一运动体在不同入水初速度下的入水空泡和速度变化.结果 表明:非对称度即斜切角越大,运动体的各阶段的运动更为紧凑,运动状态改变更快,运动体姿态越不稳定,空泡形态变化更快,空泡壁更早...     

弹体入水弹道研究综述

描述了弹体入水过程4个阶段撞击、流动形成、开空泡、空泡闭合的基本特征．分别讨论了弹体形状、入水角、入水速度、攻角、初始角速度和水域环境对入水弹道的影响．综述了弹体入水弹道的实验与理论研究概况,提出了有待进一步研究的工作．     

基于锥膛发射弹裙挤压过程的仿真分析

为了研究射弹在锥膛段的挤压变形过程,以带有锥膛结构的火炮和水下射弹为研究对象,对射弹弹裙挤进过程进行了研究。建立了射弹在膛内运动的力学模型,运用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了射弹和锥膛结构模型,塑性材料选择Johnson-Cook本构模型,并且大变形区域采取了自适应网格技术。仿真结果表明,前、后弹裙由尾部开始逐渐向前部弹塑性变形,总挤压阻力随两弹裙阻力变化,射弹速度升至最大后,又会有一小段变化。     

射弹斜入水时流体动力特性及弹体水动力冲击载荷研究

为了更好地研究射弹倾斜入水时流体的动力特性和弹体水动力冲击载荷的变化规律,基于雷诺平均的Navier-Stokes方程,结合STAR-CCM+软件的重叠网格技术,建立了圆柱弹体斜入水计算模型,利用欧拉多相流模型中的流体体积法计算分析了射弹斜入水时的流体动力特性和弹体受力规律,获得了弹体初始入水速度对入水深度的影响规律....     

空投UUV入水冲击有限元仿真

空投无入水下航行器(简称UUV)在入水的过程中,会受到水的强烈的冲击作用.掌握UUV在不同工况入水时所受冲击力的情况,对研究空投UUV壳体强度设计和安全入水方法都有着非常重要的作用.建立了UUV入水有限元仿真模型,并利用MSC.Dytran对UUV在多种工况下入水时所受冲击力的情况进行了计算.仿真结果表明,随着入水速度...     

柱体大攻角入水弹道建模与仿真

基于CFD计算获得了柱体大攻角入水过程流体动力特性,进而建立了大攻角入水弹道模型,使用流场-弹道耦合计算结果验证了模型的适用性和精度,然后仿真分析了入水攻角和速度对入水弹道的影响规律。该模型能较准确地预测柱体大攻角入水弹道,对研究发射平台安全性问题和空投鱼雷等入水攻击性武器的入水弹道预测问题等有较强的指导意义。     

波浪环境下应急救援艇入水砰击的运动特性研究

基于5阶Stokes波理论,采用速度入口造波法与阻尼消波法,建立效果良好的3维波浪数值水池。研究波浪参数对救援艇入水过程产生的影响,研究结果表明：救援艇垂直入波浪水面时,相对波浪的方位对入水砰击载荷产生的影响大,垂直于波浪入水各相位的砰击载荷均小于静水面;平行于波浪入水,各相位中仅波谷位置入水的砰击载荷小于静水面,平衡位置(下行速度)处的砰击载荷最大,约为静水面情况的1.375倍,随着海况等级的增大,波浪对救援艇入水过程的扰动加剧,砰击载荷增大。救援艇具有水平速度以倾斜姿态入波浪水面时,相比于波浪的传播方向,入水相位对救援艇的砰击载荷产生的影响大,随着海况等级的增加,救援艇各方向的砰击载荷增大,入水过程俯仰角的变化幅值逐渐减小。     

基于多介质ALE方法的大型弹体入水载荷特性研究

针对目前对大型弹体高速(200～300 m/s)入水现象研究的不足,首先建立了基于多介质任意拉格朗日-欧拉(Multi-material ALE)方法的大型弹体高速入水有限元模型,并用入水空泡轮廓经验公式对该模型的准确性进行了验证;然后,分析了头型变化对弹体总体入水载荷的影响,以及入水角变化对弹体总体入水载荷及弹道稳定性的影响。结果表明:弹体入水载荷峰值随着头部等效底升角的增大而减小,随着入水角的增大而增大;在一定范围内,入水角越大,弹道稳定性越好。     

空投鱼雷入水点影响因素研究

航空自导鱼雷具有命中精度高、威力大、攻潜效果好等特点。针对反潜直升机空投鱼雷作战使用的特点,深入分析了空投鱼雷的空中弹道、直升机的运动态势和风速风向等影响空投鱼雷入水点位置的关键因素,并得到了各要素的数学描述,进而通过仿真分析得到了直升机运动态势和风速风向对空投鱼雷入水点的影响。     

火箭助飞鱼雷入水姿态角海上测量方法探讨

为了解决火箭助飞鱼雷入水姿态角度海上测量这一技术难点,该文避开传统方法,另辟思路,应用高速摄影技术对火箭助飞鱼雷入水过程在两个垂直方向上进行摄像,采用事后图像处理分析方法,对所提出的火箭助飞鱼雷的入水姿态角角海上测量方法加以探讨,并以算例分析了误差影响,从结果的解算过程可看出,这种新方法切实可行。     

超空泡射弹动力学建模与仿真

射弹高速运动时产生的尾部开式超空泡将改变弹体受力形式及运动稳定性.针对超空泡射弹的特殊运动模式,考虑弹体与空泡壁面的相互作用,建立了射弹动力学模型,提出了数值仿真耦合算法,给出了不同初速下的弹道仿真算例,并计算了射弹尾拍力.结果分析表明,射弹速度随时间呈指数形式衰减,弹体姿态角、角速度及尾拍力周期性往复变化,同时尾拍力随着空泡尺度缩小而减小.较小的初速度使尾拍力提前出现.研究方法与结果为开展射弹结构及弹道散布研究提供理论基础与研究手段.     

旋转弹体高速入水水中弹道的模拟方法

针对旋转弹体高速入水特点,从弹体运动的动力学方程和相似理论出发,提出了模拟旋转弹体高速入水水中弹道的马赫相似实验方案.该方案在大气环境条件下,能够实现原型和模型两系统的主要相似准数相等.     

尾流模拟火箭弹空中弹道对模拟尾流生成区域的影响

为了研究尾流模拟火箭弹的空中弹道特性对模拟尾流区域的影响,建立火箭弹质点外弹道模型、阻力板和发动机空间运动微分方程以及连接绳的受力模型,得到火箭弹无控飞行、空中转向、空中分离至爆索展开入水全过程的空间运动微分方程。对尾流模拟火箭弹全程弹道进行仿真分析,着重分析不同初始射击诸元对爆索空中弹道的影响,探究初始发射角、脉冲发动机的喷管数量、点火时间以及火箭弹空中分离时间对模拟尾流生成区域的影响。仿真结果表明：初始发射角为15°时火箭弹射程和最大射高相对比较合理;火箭弹空中转向角度依赖于脉冲发动机总冲量,与点火时刻无关;空中分离时刻对爆索入水发泡区域影响不太明显,在满足转向要求和发泡区域要求的情况下应该尽早完成空中转向和分离。     

多环境枪弹高速垂直入水运动特性数值模拟研究

针对跨介质枪弹,利用ANSYS/LS-DYNA软件开展高速垂直入水过程的数值模拟,通过与常规步枪弹入水过程数值模拟结果对比分析了多环境枪弹高速垂直入水时空泡形态、弹道轨迹与流体动力特性变化规律。研究结果表明：多环境枪弹采用平头多梯度锥体加空化槽的设计方案,有利于减少弹头入水过程的压力,可形成包裹弹头的超空泡,减少了跨介质入水过程中的弹头入水阻力,增加了水下有效射程,在水下作战时具有明显优势。研究成果可充实弹药设计理论,为武器优化提供理论参考。     

旋转弹体入水弹道的计算方法

借助已有的实验资料与经验 ,给出了弹体入水空泡的数学模型 ;分析了旋转弹体与空泡壁相互作用引起的弹体上的流体动力特性 ,提出了一种预测旋转弹体入水弹道的计算方法     

关于空投反潜鱼雷最佳入水点的探讨

“观测—定位—决策”组成了航空反潜作战的一个战术周期。高效率的反潜作战除了加速决策过程,缩短决策周期之外,还体现在选择一个最佳的决策方案中。其中,最佳入水点的选择就是一个重要的决策问题。本文在充分考虑空投鱼雷反潜特点基础上,分两种情况从理论上探讨了反潜鱼雷最佳入水位置和投雷入水方位。     

基于HHT的助飞反潜鱼雷入水信号检测方法

针对助飞反潜鱼雷入水信号在浅海条件下信噪比低、干扰成分多导致难以检测的问题,采用HHT处理方法,通过CEEMD分解方法提高原始信号的信噪比;通过希尔伯特变换突出入水信号的时域特征,降低了入水信号检测的难度。所提方法应用于实航试验数据,显著提高了信号检测的可靠性。     

空投产品入水可靠性的评估方法

针对空投某产品时试验多状态、小样本的特点,提出了基于回归折算的性能可靠性评估方法.通过分析投放过程的数学模型,给出入水参数关于投放条件的回归模型,并根据试验数据估计出回归系数.利用回归折算将分散在不同空投条件下的试验数据折算到某一条件下,基于折算后的试验数据得到了较客观的产品入水可靠性评估结果.