摘要:基于VOF多相流模型和有限體積法求解水、汽、氣多相流動的RANS方程,結合重疊網格技術和six DOF算法對某一型號艦載射彈傾斜入水過程進行數值模擬研究。首先基于該方法研究了射彈旋轉效應對射彈運動特性及流體動力特性的影響,然后對不同入水角下傾斜入水過程進行分析,得到不同傾角下旋轉射彈入水空泡形態發展規律、彈體運動特征及流體動力特性變化規律。研究結果表明:射彈的旋轉有利于彈體在初始對稱面內的彈道穩定性,但會降低彈體側向穩定性,使射彈受到的阻力系數、俯仰力矩系數變小;入水角越小,形成的空泡越不對稱,由射彈運動狀態的改變引起的空泡形態變化越明顯,在超空泡航行階段,彈體運動較穩定,不同角度下流體動力系數差別很小,當彈體下表面刺破空泡壁沾濕時,彈體運動狀態發生較大變化,流體動力系數迅速增大,此時入水角度過小,彈體容易失穩;彈體的沾濕對空泡形態、彈體運動穩定性和流體動力特性有著重要的影響。
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