Численное моделирование картин обтекания модифицированных пуль при дозвуковых скоростях полета
Авторы: Москаленко В.О., Илюхин С.Н., Булавина В.В.
Опубликовано в выпуске: #1(109)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-1-2051
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
В специальном пакете проведено численное моделирование обтекания дозвуковым воздушным потоком пневматической пули разных модификаций, ранее прошедших экспериментальные исследования на баллистической трассе кафедры «Динамика и управление полетом ракет и космических аппаратов» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Кратко проанализирована целесообразность применения наиболее распространенных вычислительных пакетов для решения поставленной задачи и обосновано использование пакета ANSYS CFX. Приведены требования и особенности построения расчетной сетки и даны граничные условия. Решена верификационная задача, продемонстрировавшая хорошее соответствие построенной модели результатам проведенных в предыдущих исследованиях натурных стрельб. Исследовано влияние продольного вращения эталонной модели пули на картину ее обтекания и аэродинамические характеристики. Результаты расчетов подтвердили полученные при стрельбах ряда модифицированных образцов эффекты по уменьшению лобового сопротивления и рассеивания пуль. Рассчитанные картины обтекания и поля давления позволили получить полноценное представление о физической картине работы исследованных модификаций пули в широком диапазоне скоростей полета.
Литература
[1] Frank M., Schönekeß H., Jäger F., et al. Ballistic parameters of 177 (4.5 mm) caliber plastic-sleeved composite projectiles compared to conventional lead pellets. Int. J. Legal Medizine, 2013, no. 127, pp. 1125–1130. DOI: 10.1007/s00414-013-0904-x
[2] Denny M. The internal ballistics of an air gun. The Physics Teacher, 2011, no. 49, p. 8. DOI: 10.1119/1.3543577
[3] Harshey A., Srivastava A., Yadav V.K., et al. Analysis of glass fracture pattern made by .177″ (4.5 mm) caliber air rifle. Egypt J. Forensic Sciences, 2017, no. 20, p. 7. DOI: 10.1186/s41935-017-0019-5
[4] Илюхин С.Н., Москаленко В.О., Хлупнов А.И. Экспериментальные исследования влияния формы головной части пули на характеристики рассеивания при дозвуковых скоростях полета. Аэрокосмический научный журнал. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн., 2015, № 05, с. 38–48.
[5] Cardew G.V. Airgun from trigger to target. G.V. & G.M. Cardew Publ., 1995, 235 p. ISBN-13: 978-0950510835
[6] Трофимов В.Н. Пули для пневматического оружия. Москва, Издательский Дом Рученькиных, 2005, 160 с.
[7] Илюхин С.Н., Москаленко В.О., Булавина В.В. Исследование рассеивания и аэродинамического сопротивления модифицированных пуль при дозвуковых скоростях полета на баллистической трассе. Инженерный журнал: наука и инновации, 2020, вып. 12. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2020-12-2039
[8] Нифонтова Л.С., Чавриков И.Е., Кальницкий П.В. Методы аэродинамического эксперимента. Международный научно-исследовательский журнал. Электрон. журн., 2016, № 12 (54), часть 3, с. 153–156.
[9] Калугин В.Т., Епихин А.С. Особенности расчета бафтинговых явлений при моделировании обтекания летательного аппарата с использованием открытого пакета OpenFOAM. Научный вестник МГТУ ГА, 2015, № 212 (2), c. 32–37.
[10] Попова А.П., Дубровина И.А., Бабкина Л.А. Гидродинамический анализ модели обтекателя в пакете SolidWorks Flow Simulation. Актуальные проблемы авиации и космонавтики, 2016, № 12, c. 118–120.
[11] Жидков А.В. Применение системы ANSYS к решению задач геометрического и конечно-элементного моделирования. Нижний Новгород, 2006, 115 с.
[12] Шаблий Л.С., Кривцов А.В., Колмакова Д.А. Компьютерное моделирование типовых гидравлических и газодинамических процессов двигателей и энергетических установок в ANSYS Fluent. Самара, 2017, 108 с.
[13] Голубев А.Г., Ремизова О.И. Моделирование сверхзвукового обтекания затупленного конуса в пакете ANSYS Fluent с использованием двух различных способов построения расчетной сетки. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 11. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2018-11-1821