［1 － 3 ］
。近年来， 风洞试验和数值仿真相结合的
［4 － 6 ］
方法在研究弹丸气动参数中得到了广泛应用
。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
收稿日期： 2012 － 05 － 08
— 70 —
2
流体流动的控制方程
该型炮弹在飞行过程中飞行速度可超过声速， 在高速飞
陷结构去掉生成不带底部凹陷的仿真模型， 分别如图 2 和图 3 所示。
Influence of Depression at Bottom of Projectile on Aerodynamic Characteristic of Projectile
WANG Le， SONG Wei － dong， YANG Xiao － lin
（ Department of Artillery Engineering， Ordnance Engineering College，Shijiazhuang Hebei 050003 ，China） ABSTRACT： If the geometry structure at the bottom of projectile is very complex，a large number of meshes must be designed to depict the complicated geometry structure when the aerodynamic characteristics are researched using the numerical simulation method． The influence of the depression at bottom of projectile on the aerodynamic characteristic of projectile was studied． Based on the Navier － Stokes function，the models with depression and the one without depression at bottom of the projectile were simulated at different flight speeds and angles of attack using CFD software． After analyzing the simulation results，the difference of the aerodynamic parameters obtained using those two models was blow 5 percent． If the request of the precision is not too rigorous，the simulation models can be predigested at the bottom position when the geometry frame of the projectile is very complex． After predigesting the simulation models， the simulation efficiency can be increased evidently，and the conclusion obtained in this paper can be used in the design of the projectile． KEYWORDS： Depression at bottom； Numerical simulation； Aerodynamic characteristic
1
引言
随着武器系统的高速发展， 对武器系统的精确打击能力
在用数值仿真的方法研究弹丸的气动特性时， 首先需要 构建仿真模型并划分相应的计算网格 。 对于带底部发动机 的弹丸， 其发动机工作完成后的气动特性很难用风洞试验的 方法进行研究。使用数值仿真的方法研究弹丸的气动特性 时， 对于底部几何结构复杂的弹丸， 需要在底部构建大量的 计算网格， 这样需要投入大量的人力 、 物力用于底部区域的 建模和仿真。在误差允许的范围内， 如果底部结构对弹丸的 气动参数影响可以忽略， 在数值仿真的过程中可以简化复杂 的底部几何结构。对简化后的模型进行仿真， 可以大大地节 省仿真时间、 显著地提高仿真效率。 运用数值仿真的方法研 究弹丸底部凹陷对弹丸气动参数的影响程度 。
提出的要求越来越高。对于火炮等武器装备， 高精度的射表 是实现精确打击的保证， 精确的气动参数是编制高精度射表 的前提。目前， 研究弹丸的气动特性通常采用风洞试验 、 数 值仿真和空间试飞的方法 。 风洞试验的精度在各个领域中 都得到了认可， 然而， 风洞试验的高成本和长周期却不允许 仅通过风洞试验来得到全部气动参数 。 随着计算流体力学 的不断发展， 数值仿真的精度在不断地提高， 数值仿真方法 越来越受关注
第 30 卷
第1 期
计
算
机
仿
真
2013 年 1 月
文章编号： 1006 － 9348 （ 2013 ） 01 － 0070 － 04
底部凹陷对弹丸气动特性的影响
王 乐， 宋卫东， 杨晓霖
（ 军械工程学院火炮工程系， 河北 石家庄 050003 ） 摘要： 对于底部结构复杂的弹丸， 在用数值仿真方法研究其气动特性时， 往往需要在底部构建大量的网格来描述复杂的弹体 结构。结合某型弹丸运用数值仿真的方法针对底部凹陷对弹丸气动特性的影响进行研究， 以 Navier － Stokes 方程为理论基 础， 运用 CFD 软件分别对带有底部凹陷和不带有底部凹陷的模型在不同飞行速度和攻角下进行数值仿真 。 仿真结果发现， 底部是否凹陷所引起的气动参数的变化小于 5% 。在误差允许的前提下， 对底部结构复杂的弹丸进行气动仿真时， 可以对这 部分几何结构进行简化， 这可以有效地提高计算效率， 对弹丸外形设计有一定的指导意义。 关键词： 底部凹陷； 数值仿真； 气动特性 中图分类号： TJ012 文献标识码： A