基于火炮膛内气固两相流的热散失模型数值仿真

摘要：

火炮发射过程中的热散失会影响内弹道性能.在数值仿真时由于直接计算热散失较为困难,通常采用对火药力或者燃气的绝热指数进行修正的方法,但该方法无法准确预测内弹道的性能.为此该文提出了一种基于气固两相流模型的热散失计算方法,从高温燃气与身管内壁的热交换出发,建立热散失模型,并将热散失模型与火炮膛内气固两相流模型耦合,热散失量将在气相能量守恒方程中的源项中考虑.以某155 mm火炮为研究对象,采用MacCormack差分格式求解修正后的气固两相流模型,获得膛内流场变化情况.求解得到的流场参量作为热散失模型和身管传热模型的输入参数,计算出内弹道过程中总热散失量以及身管径向温度分布规律.对给出的2种测试工况进行仿真计算,计算结果与实验结果的比较表明,考虑热散失时各指标误差明显减小,最大压力误差小于1.0％,初速误差小于0.5％.总热散失占火药燃烧后产生总能量的2％～4％.证明了该方法的可行性和优越性,有助于提高内弹道仿真的精度.

关键词：内弹道、热散失、传热模型、气固两相流、内壁温度

所属期刊栏目：35

分类号：TJ303.4(火炮)

在线出版日期：2023-04-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：69-76