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膛口初始流场对火药燃气流场影响的数值研究
  • ISSN号:1000-1093
  • 期刊名称:兵工学报
  • 时间:0
  • 页码:663-668
  • 分类:TJ012.2[兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
  • 作者机构:[1]南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,江苏南京210094
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10902052); 瞬态物理国家重点实验室基金项目(9140C300301110C3003)
  • 相关项目:高速瞬态复杂流场详细发展机理数值研究
中文摘要:

枪炮发射时,身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场,它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响,甚至会降低射击精度。因而,研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限体积方法,利用AUSM+格式和分区结构化贴体网格对含有复杂形状弹丸的膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果绘制的计算阴影图与实验阴影照片符合较好。分别计算了有、无初始流场两种条件下的流场发展过程,详细比较讨论了它们的流场结构与参数特征。结果表明,初始流场的存在是火药燃气流场形成冠状冲击波的必要条件。同时,含有初始流场条件下的近膛口区域最大滞止压力相对于无初始流场条件增加了2倍以上。

英文摘要:

During the gun firing, the in-bore air column compressed by the projectile is ejected from the muzzle to the external ambience to form the precursor flow field, and has a great effect on the develop- ment of the subsequent propellant flow and the movement of the projectile even reduces the shooting accu- racy. Thus, it is important to study this effect mechanism. The muzzle flow with a complicated projectile is simulated numerically by using second order AUSM + scheme with MUSCL interpolation method. Multi-domain structured grids are employed to solve ALE governing equations. The real shooting condi- tions, for example, moving projectile, precursor and propellant flow, interior ballistics conditions are considered in the simulations. Two cases, with or without precursor flow field, are also predicted and the resulted shadowgraphs with precursor flow coincide with the experimental ones. And then flow patterns and development of the propellant flow field in these two cases are discussed in detail to reveal the effect of the precursor flow based on the numerical results. It is demonstrated that the precursor flow is the es- sential condition for the generation of the bow shock ahead of the projectile. And the maximal stagnation pressure in the area near the muzzle increases more than 2 times for the precursor flow relatively to the condition without it.

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期刊信息
  • 《兵工学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国兵工学会
  • 主编:许毅达
  • 地址:北京2431信箱
  • 邮编:100089
  • 邮箱:acta@cn-bgxh.cn
  • 电话:010-68962718 68963060
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1093
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2176/TJ
  • 邮发代号:82-144
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:15352