• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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水下亚声速细长锥型射弹超空泡形态的计算方法
张志宏, 孟庆昌, 顾建农, 王冲
2010, 30(3): 254-261. doi: 10.11883/1001-1455(2010)03-0254-08
采用理想可压缩流体无旋定常流动以及超空泡尾部Riabushinsky闭合方式假定,基于细长体理论和匹配渐近展开法,建立了描述水下亚声速条件下细长锥型射弹超空泡流动的积分微分方程。求解得到了考虑压缩性影响的超空泡形态1阶和2阶近似解,改进了超空泡形态的计算精度。分析了射弹高速冲击条件下流体压缩性对超空泡形态的影响,随着马赫数的增加,超空泡形态将发生更加显著的膨胀变化。计算得到的超空泡特征参数与相关文献的理论和实验结果吻合良好。
关键词: 流体力学, 细长体理论, 匹配渐近展开法, 超空泡, 亚声速, 压缩性, 射弹
水下超声速细长锥型射弹超空泡形态的计算方法
张志宏, 张志宏, 孟庆昌, 孟庆昌, 顾建农, 顾建农, 金永刚, 金永刚
2011, 31(1): 49-54. doi: 10.11883/1001-1455(2011)01-0049-06
采用理想可压缩流体无旋定常流动以及超空泡尾部Riabushinsky闭合方式假定,基于细长体理论 和匹配渐近展开法,建立了描述水下超声速条件下细长锥型射弹超空泡流动的积分微分方程。求解得到了考 虑压缩性影响的超空泡形态二阶近似解,改进了超空泡形态的计算精度。分析了超声速射弹高速冲击条件下 流体压缩性对超空泡形态的影响。流体压缩性导致超空泡形态前后稍微不对称,前端比尾端截面更窄。当1 (Ma) 2时,流体压缩性效应对超空泡的影响与亚声速情况类似,使超空泡形态发生整体膨胀变化。当 (Ma) = 2时,流体压缩性对超空泡形态无影响。直到(Ma) 2以后,流体压缩性使超空泡形态发生反向 改变,呈现整体收缩变化。
关键词: 流体力学, 压缩性, 匹配渐近展开法, 超空泡, 超声速, 细长体理论, 射弹
超空泡射弹尾拍分析与计算
孟庆昌, 张志宏, 顾建农, 刘巨斌
2009, 29(1): 56-60. doi: 10.11883/1001-1455(2009)01-0056-05
对超空泡射弹进行运动学和动力学分析并数学建模,求解耦合非线性微分方程组,得到水下高速超空泡射弹运动特性。数值模拟结果表明,高速超空泡射弹在航行过程中,由于弹体头部和尾部的阻力作用,水平速度随时间迅速衰减。并且射弹的角速度呈周期性往复变化,即尾拍现象。同时由于空泡尺寸的减小导致尾拍幅度逐渐变小。射弹转动惯量越小,角速度变化幅度越平稳,相同时间内尾拍次数减少。发射深度或发射速度越大,尾拍幅度衰减越快。较大的初始角速度也会使射弹角速度很快衰减。
关键词: 流体力学, 射弹运动方程, 耦合非线形微分方程组, 超空泡, 尾拍
旋转弹丸入水侵彻规律
顾建农, 张志宏, 范武杰
2005, 25(4): 341-349. doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0341-09
为了建立高速弹体入水弹道的模型,利用数字式高速录像机实验研究了球形与普通手枪两种弹丸在三个入水角、六种发射速度下斜入水的水中弹道轨迹与空泡。实验结果表明,弹丸形状对入水弹道的稳定性有重要影响。球形弹丸在斜入水时弹道稳定性较好,而普通制式弹丸的弹道不稳定。在一定的入水角与速度范围内,球形弹丸入水初期弹道的空泡特性、弹道轨迹以及速度衰减规律具有一定的相似性。而对于水中速度随时间的衰减规律,则两种弹丸都具有一定的相似性,且表现出极强的速度衰减特性。给出了弹丸水中速度衰减规律的数学预报模型,并与实验结果进行了比较,理论结果与实验结果吻合较好。
关键词: 流体力学, 数学预报模型, 高速录像, 弹丸, 空泡, 水弹道学