小口径尾翼弹膛口流场数值模拟

汤 傲，戴劲松，王茂森，何 福，林圣业

(南京理工大学， 南京 210094)

膛口流场是非定常、带有强激波间断的复杂流场[1-2]。在火炮射击的后效期，高温高压燃气迅速释放，膛口周围出现各种复杂的物理和化学现象，膛口附近形成了复杂的瞬态膛口流场波系结构，产生强激波、电磁辐射和膛口焰等扰动并对人员设备等产生危害[3]。带尾翼稳定装置的弹丸，其尾翼在后效期张开过程中会受到膛口流场的强烈扰动，特别是膛口流场不对称分布时常常造成弹丸及尾翼受力不对称，致使弹丸不能正常飞行[4]。因此，对带尾翼装置弹丸的膛口流场进行数值模拟，对尾翼的结构设计及后效期张开的研究具有重要意义。目前，随着计算机运算能力的提升，膛口流场数值模拟有了很大的进步，对膛口流场的研究逐步向三维、高精度格式、包含运动弹丸等趋势发展[5]。焦志刚等[6]应用动网格技术划分网格，针对带稳定装置的弹丸发射时形成的膛口流场进行数值模拟计算并分析气流速度、压力的分布规律和对尾翼受力情况的影响；岳明凯等[7]使用FLUENT 局部重构法，对弹丸飞出制退器以及尾翼张开过程的膛口流场进行数值模拟并分析了膛口流场对尾翼受力状况和运动状态的影响。上述这些研究对象主要集中在100 mm口径以上的大口径弹丸上，采用的方法以动网格法等为主。本文采用重叠网格法，对60 mm口径以下的小口径尾翼弹丸出膛口及尾翼展开过程进行了仿真并分析了弹丸出膛口后尾翼张开过程中速度压力云图随时间的变化情况。……