王丹宇， 南风强， 廖昕， 肖忠良， 堵平， 王彬彬

(南京理工大学 化工学院, 江苏 南京 210094)

0 引言

火炮射击过程中，当弹丸飞出炮口时，高温高压火药燃气被突然释放，形成复杂的炮口流场，并伴随着剧烈的燃烧反应，形成结构异常复杂的射流，对弹丸或者武器产生作用，生成炮口冲击波以及炮口焰[1]。它们的产生所带来的危害性极大，比如容易暴露目标，对战地伪装很不利。随着红外探测技术的发展，在很短的时间内就能利用火光，确定火炮的准确炮位，给火炮阵地带来危险。而且，射击时产生的冲击波超压对附近的人员和设备可能会造成严重损害。然而，目前对炮口流场分析往往依赖弹道试验，这不仅对人力和物力造成了浪费，同时也存在诸多的安全隐患[2-4]。

随着仿真技术的发展，对炮口焰的模拟分析成为国内外竞相研究的热点和难点。Cler等[5]采用计算流体力学分析软件Fluent 和间断Galerkin法分别对7.62 mm枪口流场进行仿真，发现前冲气体与试验阴影图非常吻合。 Zhuo等[6]和Kim等[7]等采用了迎风法(AUSMPW+)建立了弹丸发射过程中不同速度不同压力下的数值分析模型。代淑兰等[8-9]采用网格局部重构的动网格技术及Harten-Lax-van Leer-Contact(HLLC)近似黎曼解方法对7.62 mm口径枪的膛口二次燃烧流场进行了数值计算。Schmidt等[10]通过高速阴影法对不同尺寸和初速的弹丸进行成像分析，并与类似流场进行比较，发现结果令人满意。Seo等[11]和Ghias等[12]等采用可浸入边界法对炮口冲击波形成进行数值研究，并对炮口流场的演化进行分析，结果表明，弹丸形状是噪声产生机理的主要参数。……