两连发射弹出入水的轴对称超空泡流动特性

摘要

基于N-S方程的有限体积法,引入VOF多相流模型和Schnerr-Sauer空化模型分别建立了两连发射弹入水、出水运动的计算模型,并进行了数值计算.分别获得了两连发射弹入水和出水过程的超空泡演化规律和超空泡压力场变化.并结合超空泡演化规律,分析了超空泡演化过程对两连发射弹入水速度衰减、浸彻位移变化的影响,分析了超空泡演化过程对射弹出水速度、阻力系数的影响.研究结果表明:对于两连发射弹入水,后发射弹入水撞击阶段受到的冲击载荷比前发射弹的小,前、后发射弹各自诱导的空泡相互融合成1个空泡,后发射弹最终完全被超空泡包裹,后发射弹能够追上前发射弹并发生碰撞,碰撞后在空泡壁面上出现了一个波动现象,并且存在波动的空泡壁面易发生崩溃;对于两连发射弹出水,前发射弹诱导的超空泡遇到自由液面后被剥离在水面下,而前发射弹甩掉水层后进入到空气中飞行,在前发射弹剥离的超空泡的影响下,后发射弹会发生脱离自身超空泡、进入前发射弹超空泡、超空泡溃灭、生成新的局部超空泡等行为,这与单独的超空泡射弹出水有很大的区别.