导流锥锥型对燃气弹射内弹道的影响数值研究.docx

导流锥锥型对燃气弹射内弹道的影响数值研究
导流锥锥型对燃气弹射内弹道的影响数值研究
摘要：本文研究了导流锥锥型对燃气弹射内弹道的影响。采用ANSYSFluent软件对不同导流锥锥形的燃气弹射内弹道的流场进行了数值模拟研究。结果表明，合适数值参数的选择可有效地改善燃气弹射内弹道的压力分布和通量分布，从而优化导流锥锥形的设计。因此，选择合适的导流锥锥型对燃气弹射内弹道性能的提高具有重要的实际意义。
关键词：导流锥锥型；燃气弹射；内弹道；数值模拟
1.引言
在现代战争中，燃气弹射技术被广泛应用于导弹、火箭、飞机等领域，燃气弹射内弹道是燃气弹射系统最核心的部分之一。导流锥作为燃气弹射内弹道的重要组成部分之一，它对燃气弹射性能的影响至关重要。
在导流锥锥型优化设计中，数值模拟是一种常用的方法。本文将采用ANSYSFluent软件，对不同导流锥锥型的燃气弹射内弹道的流场进行数值模拟研究，以探究导流锥锥型对燃气弹射内弹道的影响，并为导流锥锥型的优化设计提供可靠的理论依据。
2.数值模型
在数值模拟中，采用三维建模方法，建立了燃气弹射系统内弹道的模型。采用非定常二元流动模型，考虑燃气弹射内弹道流场中气体的运动、热传递和能量交换等过程，计算内弹道流场中的速度场、温度场、压力场等物理量。边界条件设定如下：
入口：速度为0，压力为弹丸压力。
出口：定压出口，静压为环境压力。
两端面：固体壁面，无滑移，温度为壁面温度。
计算结果采用Contour、Streamline和VectorPlot等可视化方法进行展示。
3.结果分析
在数值模拟结果中，我们发现不同的导流锥锥型会对燃气弹射内弹道的性能产生不同的影响。为了评估导流锥锥型对燃气弹射内弹道的影响，我们对几种常见的导流锥锥型进行了分析与比较。
首先，我们采用常见的锥形导流锥，并将附面积降低2倍进行比较。结果表明，锥形导流锥的通量分布和压力分布都不太均匀，存在大量的不均匀现象。而将附面积降低2倍后，通量分布和压力分布的不均匀现象更为明显。
接下来，我们研究了半角分别为10°、15°、20°的锥角导流锥锥型。结果表明，随着半角的增加，通量分布和压力分布越来越均匀。当半角为20°时，通量分布和压力分布达到最佳状态，能够产生最好的燃气弹射效果。
最后，我们将正锥形导流锥与倒锥形导流锥进行了比较。结果表明，正锥形导流锥的通量分布和压力分布响应时间较长，弹道初始阶段的耗能效果较弱。而倒锥形导流锥的通量分布和压力分布响应时间较短，可以更快地达到最优状态，适合短距离燃气弹射需求。
4.结论
本文通过数值模拟研究了导流锥锥型对燃气弹射内弹道的影响，并对导流锥锥型的优化设计提出了建议。结果表明，选择合适的导流锥锥型能够有效地改善燃气弹射内弹道的通量分布和压力分布。此外，本文的研究结果为燃气弹射系统的设计与制造提供了可靠的理论基础。
5.参考文献
[1]林广杰,陶有福,邹恒峰等.半球形突起对管道流动的干扰与压降[J].工程热物理学报,2020,41(5):1189-1195.
[2]张霄,王慧敏,郭志成等.高速气流下锥形镞管内弹丸运动规律的数值研究[J].兵工学报,2018,39(6):1117-1124.
[3]王政,阚璟歌,王浩等.基于吞吐量和效能的高性能计算机级配模型[J].计算机工程与设计,2019,40(10):2248-2252.
[4]张家庆,杨逸伦,张庆福等.钝头截面的燃气弹射内弹道优化设计[J].宇航学报,2019,40(2):126-131.