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年月机床与液压.
第卷第期..
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水下气动发射模型内流场仿真分析
牛清勇,李天匀
.华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉;.武汉科技大学理学院,湖北武汉
摘要:利用软件对某水下气动发射模型发射过程的内流场特性进行了仿真研究。基于标准湍流模式和轴
对称模型进行了瞬态内流场分析。使用自定义函数和动态层网格更新方法,对因阀开启和武器运动引起的内流场边界的变
化进行了模拟。通过对发射气瓶在不同初压条件下的内流场仿真,分析了内弹道参数随时间的变化规律和发射装置内流场
压强的空间分布规律。最后进行了水池发射试验,验证了仿真分析方法的有效性。
关键词:水下气动发射;内流场;数值仿真;动网格
中图分类号: 文献标志码: 文章编号:———

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某型水下气动发射装置,通过开启发射阀将气射装置进行流场仿真时,一般仅选取发射管内和武
瓶内的高压空气引入发射管气室,推动武器克服阻器出口位置周围的流场,且常需给定基于试验的发
力出管。分析此过程中内弹道参数随时问的变化规射管人口压强条件或武器的管内运动规律等⋯。
律和装置内的压强空间分布规律,对内弹道的优化文中针对某型水下气动发射装置,通过对发射阀进
设计和研究发射过程中结构的振动和噪声响应有重行合理简化建立了全系统的分析模型;利用
要意义。除试验方法外,发射装置内流场的研究还软件,采用轴对称模型和标准—湍流方程对发射
包括理论分析法和数值仿真法。理论分析法通常先过程进行了数值仿真;利用动网格技术模拟因发射
建立发射系统各组件的数学模型,再组合得到装置阀开启和武器运动引起的内流场边界的变化;通过
整体的分析模型,该方法未考虑内流场参数空间对不同发射气瓶初压条件下的发射过程进行仿真计
分布的不均匀特性。数值仿真法使用软件模拟算,分析了武器的管内位移、速度、发射管膛压等内
发射过程的内流场,该方法应用广泛且已取得显著弹道参数随时间的变化规律,对发射系统沿模型对
成果。宋保维等利用动网格技术对气动不平衡式称轴的压强分布和发射管内压强的空间分布规律也
鱼雷发射器的内弹道流场进行了仿真计算。刘乐华进行了分析。为验证仿真分析方法的合理性,进行了
等采用有限体积法对雷弹水下大深度发射内水池发射试验。
流场进行了数值模拟。殷崇一等利用有限体积法仿真分析理论
和算法计算了潜射导弹的内流场。翟晓超图为某水下气动发射装置简图。发射过程仿真
等介绍了动网格更新方法并利用软件对导分析理论主要包括:流体控制方程、武器运动规律及
弹的出筒内弹道进行了分析。已有文献在对水下发发射阀的简化模型。
收稿日期:——
作者简介:牛清勇一,男,博士研究生,讲师,从事水声工程和结构仿真分析。—: .。
第期牛清勇等:水下气动发射模型内流场仿真分析· ·
发射气瓶发射阀发射管武器密封盖
金属片
图发射装置原理图图发射阀开启规律
. 流体控制方程仿真模型
由于发射时间较短,发射过程中气体与装置间. 内流场模型
的热交换可以忽略,即发射过程可假定为绝热变化利用软件建立图所示的二维轴对称流