基于CFD的并列超空泡射弹高速斜入水流体动力特性研究

在对水下目标连续、密集的打击过程中常常涉及到多体间的运动干扰和空泡非定常耦合等问题，使得流场结构和运动特性变得复杂。为分析并行超空泡射弹高速入水过程中流场的相互干扰规律，采用CFD方法建立并列弹高速斜入水流体动力特性研究数值模型，同时将并列弹与单个弹的计算结果进行对比，明确并列弹高速入水空泡形态和流场分布与单个弹的差异，并进一步给出弹间干扰特性随并列弹轴线间距的变化规律。计算结果表明：较单个弹入水过程，随着轴线间距的减小，并列弹的流体动力特性变化复杂；当轴线间距增大至G=4时，并列弹的流体动力特性与单个弹差异不再显著。并列弹高速入水时，双空泡形态呈现镜面对称特性，内侧空泡受挤压贴近弹体表面，随轴线间距的增加，空泡间的干扰作用逐渐减弱；高压区和低速区主要存在于射弹头部，且轴线间距较小时，出现高压区重叠现象；随着轴线间距减小，内侧空泡压力、速度分布对空泡演化的影响程度在入水深度较深位置更为明显。由于射弹表面内外侧压差的作用，使射弹姿态产生显著变化，表现为弹头相互排斥，弹尾靠拢。