FLUENT小球入水分析
毕业论文关键词 入水弹道 阻力系数 流固耦合 数值模拟
Title Water-Entry Analysis Of Spherical Projectile
Abstract Firstly this paper describes the research background and introduces the present situation of the researches into the water problems at both home and abroad. And then the fluid-structure interaction phenomenon is analyzed, which helps us describe the capitation of the fluid-structure interaction phenomenon and the ballistic characteristics of the body moving into the water (including four stages：the bump of water and invasion of water, flow separation forming water vacuoles，navigation with vacuoles and collapse). The effect of the forces on the moving body is analyzed to determine the resistance coefficient of water movement. Chapter III introduces equipments and process steps of the laboratory. And the experimental results were processed. Finally, simulation methods and software are described. The results are compared with the laboratory to verify the feasibility of the theory.
Keywords water entry ballistic resistance coefficient couple of liquid-solid numerical simulation
目录
1绪论1
1.1课题背景及意义.1
1.2国内外研究现状.1
1.2.1国外入水问题研究现状.2
1.2.2国内研究情况.4
1.2.3未来研究方向展望.7
1.3本文主要工作...7
2入水理论分析8
2.1入水过程中流固耦合问题.8
2.2运动体的入水弹道特点...9
2.3阻力系数的理论计算10
3实验装置与实验原理.13
3.1实验装置..13
3.2发射原理..13
3.3实验中坐标系和处理方法15
3.4实验结果..15
4高速入水模拟方法与相关理论.18
4.1FLUENT软件基本简介...18
4.1.1引言18
4.1.2FLUENT软件的基本特性18
4.1.3FLUENT软件可以求解的问题19
4.1.4FLUENT定义边界条件特性..20
4.1.5FLUENT程序求解问题的步骤22
4.2小球入水模拟..24
4.2.1小球入水模型24
4.2.2划分网格25
4.2.3边界条件以及材料特性25
4.2.4计算结果26
4.2.5仿真计算结果与实验结果的对比28
结论29
致谢30
参考文献..31
1 绪论 1.1 课题背景及意义 物体由空中穿过水面进人水中的过程叫做入水。研究物体入水主要是从入水参数来估算物体入水冲击、角速度变化以及空泡的生成和溃灭等，其中入水初状态可由对物体空中飞行阶段的研究和其发射条件来确定。 入水冲击问题作为涉及固、液、气三者相互耦合作用的一种复杂的物理过程，在自然界和工程中广泛存在。 如水上飞机的降落； 船舶的水上砰击； 航天器件的水上着落； 空投鱼雷的入水；海上救生艇抛落等问题。 入水问题的研究对入水结构强度的设计起着重要作用：如空投或火箭助飞的水中兵器从空气介质侵入到流体介质的过程中，面临着冲击后结构损坏、器件失灵、忽扑和弹道失控等问题；高速船舶在航行过程中会受到很大的流体砰击载荷作用，可能导致局部结构失效。因此,入水冲击技术研究具有重要的工程应用背景，随着现代军事和民用航空航海领域的发展,得到了越来越多的关注。