雷红霞， 王志军

(中北大学 机电工程学院， 山西 太原 030051)

火炮后坐对膛口流场的影响*

雷红霞， 王志军

(中北大学 机电工程学院， 山西 太原 030051)

针对国内外有关膛口流场的研究现状， 基于计算流体力学理论， 研究了火炮后坐运动对膛口流场的影响. 采用轴对称Euler方程组和有限体积法( FVM ), 建立了某火炮有、 无后坐运动两种情况下的膛口流场数值计算模型； 利用计算流体力学软件和动网格技术,分别对其进行了非稳态数值模拟； 通过对火炮在有、 无后坐时膛口流场的数值模拟结果进行对比， 分析了火炮后坐对膛口流场的影响. 研究表明： 火炮后坐运动时膛口前方的压力降低， 膛口后方的压力增大； 火炮后坐对炮膛合力产生的影响较小.

膛口流场； 动网格； 非稳态流动； 火炮

0 引 言

在火炮发射过程中， 弹丸飞出炮口瞬间， 膛内高温、 高压的火药气体被突然释放， 向炮口外高速喷射、 急剧膨胀， 形成非常复杂的膛口流场， 所产生的冲击波会对周围的人员和设备产生危害[1]. 近年来， 随着CFD技术的发展， 国内外对膛口流场进行了大量实验和数值研究. 郭则庆等分别对膛口初始流场及其对火药燃气流场的影响进行了研究， 对后效期火药气体的流空过程进行了分析， 对有弹丸时不同制退器的膛口流场波系结构进行了数值计算和研究[2-4]. Biss对膛口的冲击波进行了高速摄影， 研究了冲击波的传播规律； Cler将CFD应用到膛口流场计算并进行了验证[5-6]. 以上工作均是在……