FLUENT底排弹减阻气动特性研究+文献综述(2)
时间:2017-06-08 22:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
几十年来，国内外研究工作者已发展了许多有效的减阻技术途径，如底部排气[2-5]、收缩船尾后体[6]、底部多级台阶[7]等。其中底部排气法是一种有效而实用的减阻方法，其减阻比例较大，甚至可以在底部产生净推力[5]。底排减阻的主要工作原理就是通过向弹丸底部缓慢排放高温气体，填充底部低压区，增大弹丸的底部压力，有效减小底阻，得到更大的射程。因底部排气弹具有较高的增程率，结构装置简单，综合考虑了弹丸的火力与射程等因素，同时成本较低，所以被用作一个重要的增程措施，并得到不断的改进和发展。为了适应瞬息万变的国际形势和现代战争的需求，对于底部排气弹的研究就显得十分有意义。 1.2 国内外研究现状 1.3弹箭气动力的研究方法 弹箭空气动力学的研究，传统研究方法分为理论分析和实验分析两个方面[23]。随着计算流体力学方法和计算机技术的高速发展，形成了数值模拟计算方法。所以，现阶段弹箭空气动力的研究方法主要有三种：理论分析、实验研究和数值模拟。 1、理论分析。理论分析研究方法依据的一般原理有：运动学方面遵循质量守恒定律；动力学方面遵循牛顿第二定律；能量转换和传递方面遵循能量守恒定律；热力学方面遵循热力学第一和第二定律；介质属性方面遵循相应的气体状态方程和粘性、导热性的变化规律等。理论研究主要是从各种流体力学问题构造和求解控制方程组入手，及研究这些方程的各种近似。通常这些问题一般是非线性的，难以求解的，人们推导控制方程的能力大大超过了求解能力。因此简化问题研究是很有效的方法，但是简化的模型又往往不能考虑流动的所有特性，所以它存在着一定的局限性。 2、实验研究。借助实验设备或装置，观察和记录各种流动现象，测量气流同弹箭的相互作用，发现新的物理特点并从中找出规律性的结果。实验方法通常有风洞试验和自由飞行试验等手段。但由于技术的局限，风洞和自由飞行试验都不能完全模拟弹箭的实际飞行过程，并且其经济花费大、耗时周期长和受试验条件限制等都会对实验结果数据产生影响。 3、数值模拟。随着近代高速电子计算机和计算流体力学（CFD-Computational Fluid Dynamics）的发展而兴起的发展比较迅速的流体力学研究方法。其以高速电子计算机为硬件基础，配以计算流体力学的数值分析方法，不但可以求解在复杂几何形状下的非线性复杂流动，而且可以模拟复杂流动的详细结构。这样就可以代替了一部分的风洞和自由飞行试验，节约大量的时间和经济成本，使弹箭气动力研究变得简单。 三种方法各有特点，互相补充。本文主要采用数值模拟的方法来研究底部排气弹。 1.4研究目的 利用数值模拟的方法对某底部排气弹丸流场进行仿真并进行气动力参数的计算和分析，研究该弹丸在不同底部排气状态下的减阻气动特性。 通过本次研究，使研究者较为深入了解底部排气对弹丸减阻增程的作用，掌握计算空气动力学在研究弹箭气动特性中基本过程，即掌握弹丸的几何建模、计算网格生成、弹箭流场的高性能仿真以及气动力曲线生成及分析、流场云图生成及分析等结果后处理的过程；同时，使研究者了解高性能集群系统和MPI并行环境，提高研究者高性能计算和火箭弹气动特性的分析能力。 1.5本文工作 本文对有无底部排气的弹丸流场及其气动力参数进行了研究，通过数值计算得到绕弹丸三文流场各参数，利用所得流场的物理参数计算得到弹丸的气动力诸参数。主要工作有： (责任编辑：qin) |