基于FLUENT的弹丸外流场数值仿真
第１ ９卷 第 ｌ期 ２１ ０ ０年 ３月
计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｕ ｅ ｄ ｄ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｍｐ ｔｒ Ａｉ ｅ ｇｎ ｅ ｇ ｉ
Ｖ０． ９ Ｎ ． １ １ ｏ １
Ｍ ａ ．２Ｏｌ ｒ Ｏ
文章编号 ：０ ６—０ ７ （０ ０ ０ ．０ ２０ １０ ８ １２ １ ） １０ ９ ．３
提下得到最优的设计 方案．２ ＿ 该方法设计周期 长、
效 费 比低 的缺点 已 不能 适应 现 代 武 器设 计 的要求 ．
数值仿真在一定程度上可以代替风洞试验 ， 并且可
以模 拟风洞试 验无 法 模 拟 的条 件 ， 供 多 种计 算模 提 型可用 于模拟 不可 压 或 可压 流 动 、 常状 态 或 者过 定 渡分 析 、 无黏 、 层流 和湍 流 等 ｔｅｔ ｔｅｕｔ． ｏ ｔｓ ｅｓ ｌ ａｄｅ ｅｔ ｅ ｏｄｓ ｎｔｅ ｅｏｙ ａ ｃ ｒｆｅ ｆ ｒ ｅｔｅ ｓ ｇａ － ｉ ｓ ｒｓｌ Ｓ ａｉ ｅ ｎ ｆ ｃ ｖ ｅｉ ｒｄ ｎｍｉ ｐｏ ｌ ｏ ｏ ｃ ｌ ｕｉ ｎ ｈ ｈ ｅ ｓ ｉｉ ｆ ｂ ｆ ｉ ｔ ｇ ｈａ ｉ ｐ ｊ ｉ ｎ
ｍｅ ｉａ ｉ ｌｔｏ ｔ ｏ ｎ ｈ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ａ ｏ ｉ ｅ ｓ ｍｅ ｒ ｆｒ ｎｃ ｓｆｒｔ ｅ ｄ ｓｇ ｏｕ ｉｎ． ｒｅ ｓｍｕ ａｉｎ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓｃ ｎ ｐｒｖ ｄ ｏ ｅｅ ｅ ｅ ｈ ｅ ｉｎ ｓ ｌ ｔｏ ｌ ｏ
ｌｔ ｎ ｍｏ ｌｆ ｒｔｅ ｏ ｔｒｆｏ ｆ ｌ ｆａｐ ｏｅ ｔ ｅ，ｔ ｅｍｅ ｈ ｏ ｄ ｌｉ ｕ ｌ，ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｍｅ ｃ ｌｓｍ— ａ ｉ ｄｅ ｏ ｕｅ ｗ ｅ ｄ ｏ ｒｊ ｃ ｉ ｏ ｈ ｌ ｉ ’ ｌ ｈ ｓ ｆｔ ｍｏ ｅ ｓｂ ｉｔ ｎ ｕ ｒ ａ ｉ ｈｅ ｈ ｉ
ｕａｉ ｅｆｒ ｅ ｙＦ Ｕ Ｎ ｎｔｅｏｔｒ ｏ ｅｄｏ ｅｐｏｅｔｅ ｏｏ ｔ ｎｔｅ ｅｏｙ ａ ｃｐ ｒｍ ｌ ｏ ｉ ｐ ｒ ｍ ｄｂ Ｌ Ｅ Ｔｏ ｕｅ ｗ ｆ ｌ ｆｈ ｒ ｃ ｌ ｔ ｂａ ｒｄ ｎｍｉ ａａ — ｔｎ ｓ ｏ ｈ ｌ ｆ ｉ ｔ ｊ ｉ ｉ ｈ ａ
Ｋ ｙｗ ｒ ｓ ｐｏ ｃｉ ；ａｒｄｎ ｍ ｃａ ａ ｓ ； ｕｅ ｏ ｅ ；ｓ ｉｔ； Ｌ Ｅ Ｔ ｅ ｏ ｄ ： ｒｊ ｔｅ ｅｏｙ ａ ｉ ｎｌ ｉ ｏｔ ｆ ｗ ｆ ｌ ｔ ｌｙ Ｆ Ｕ Ｎ ｅ ｌ ｙｓ ｒ ｌ ｉｄ ａ ｉ ｂ
Ｏ 引 言
气 动 力外 形 设计 的优 劣直 接 影 响弹 丸 的射程 、 飞行 稳定性 及其作 战效 能．１传 统气 动 力外 形 设计 【 方法 在对 不同设计 方案 进行 风洞试 验综合 分析 的前
仿真 分析能 力 ， 用 于进 行 气 动力 设 计及 气 动 特性 可
参 数计 算． 本 文采用 Ｆ Ｕ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ对 某型 弹丸进行 外流 场数值 仿真 ， 并系统 分析仿 真结 果 ， 析表 明仿 真结果 能充 分 分体 现弹体 流场特 征 ， 与试验 结果基 本一致 ， 而 并 从 验证数 值仿 真方法 是进行 弹 丸气 动力 外形 设 计 的 １ 种高效 可行 的方法 ．
中图分类号 ： Ｊ１ ． ；Ｂ １ Ｔ４ ０ ３ Ｔ １ ５ 文献标 志码 ：Ｂ
Ｎｕ ｅ ｉａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｑ １ ｗ ｉ ｌ Ｊ ｍ ｒｃ ｌｓｍ ｌ ｔｏ ｎ ｏ ｔ ｒ ｆｏ ｆｅｄ ｏ ｅ ｌ Ｉ ｔ ｉ ｆ ｔ
ｐ ｏｅ ｔ ｅｂ ｓｄ ｏ Ｌ ＮＴ ｒ ｊｃｉ ａｅ ｎ Ｆ ＵＥ ｌ
过 ＦＵ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ对弹 丸外流 场进行数 值仿 真 以获取 相 关的 气动 力参数 ．用仿 真结果进 行 的稳 定性 分析
和射程估算结果与试验结果基本一致， 说明采用数值仿真方法设计弹丸气动外形有效可行， 仿真结 果 可为方 案设计提 供参 考． 关键 词 ：弹丸 ；气动 力分 析 ；外流 场 ； 定性 ；Ｆ Ｕ Ｎ 稳 Ｌ ＥＴ
基于 ＦＵ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ的弹丸外 流场 数值 仿 真
王晓兵 ， 李 菁 ， 廖 忠全 ， 王维保
（ 安徽神剑科技股份有限公司 ， 合肥 ２ ０２ ） ３ ０ ２
摘
要： 为优化 弹 丸结构设 计 ， Ｆ Ｕ Ｎ ａ ｂｔ 立某 弹丸外流 场数值 仿真模 型 并生成 网格 ， 用 Ｌ Ｅ ＴＧ ｍ ｉ建 通
Ａ ｓｒｃ ： ｏｏ ｔ ｉ ｒ ｅｔｅｓ ｕｔｒ ｄ ｓ ｎ Ｆ Ｕ Ｎ ａ ｂｔｓ ｓｄｔ ｔｂ ｓ ｕ ｒ ａ ｓ ｕ ｂｔａ ｔ Ｔ ｐｉ ｚ ｐｏ ｃ ｌ ｔ ｃ ｅ ｅｉ ， Ｌ Ｅ ＴＧ ｍ ｉｉ ｕｅ ｅ ａ ｌｈａｎ ｍｅ ｃｌ ｉ — ｍ ｅ ｊ ｉ ｒ ｕ ｇ ｏｓ ｉ ｉ ｍ
Ｗ ＡＮＧ ａ ｂｎ ，Ｌ ｉ ｇ Ｉ ｈ ｎ ｑ ａ Ｘｉｏ ｉｇ ＩＪｎ ，Ｌ Ａ０ Ｚ ｏ ｇ ｕ ｎ，Ｗ ＡＮＧ ｅｂ ｏ Ｗ ｉａ
（ ｎ ｕ Ｓ ｅｊ ｎＳｉ Ｔ ｃ ．Ｃ ． ｔ． Ｈｅ ｉ ３ ０２ ｈｎ ） Ａ ｈｉ ｈ ｎａ ｃ．＆ ｅｈ ｏ ，Ｌｄ ， ｆ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ｉ ｅ２
基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究共3篇
基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究共3篇基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究1随着环保意识的增强和可再生能源的广泛应用，风力发电成为了备受关注的一种清洁能源。
在风力发电机的设计和研发过程中，对其流场特性的研究至关重要。
FLUENT作为一种基于CFD （计算流体力学）的软件，可以用来模拟风力发电机的流场，对其性能进行评估、优化与改进。
风力发电机是一种将风能转换为电能的设备，其主要结构由叶片、轮毂、塔架、发电机等组成。
在风能的作用下，叶片旋转，带动轮毂旋转，进而带动发电机发电。
因此，叶片的aerodynamic design 对风力发电的效率至关重要。
基于FLUENT的流场仿真可以模拟风力发电机的空气流动情况，包括空气流速、压力分布、湍流情况等。
通过分析仿真结果，可以优化叶片的 aerodynamic design，提高风力发电机的效率和输出能力。
风力发电机在不同的气候条件和地形条件下的效果不同。
通过FLUENT的流场仿真，可以对不同环境条件下的风力发电机进行模拟和测试。
同时，在风力发电机的设计过程中，FLUENT可以用来预测其性能参数，包括功率、转速、风速等。
通过不断调整和优化设计方案，可以取得更好的性能表现。
除了叶片设计和性能预测，FLUENT还可以用来研究风力发电机与周围环境的相互影响。
在实际应用中，风力发电机一般建设在开阔的地区，因此其周围环境可能会对其性能产生影响。
比如在高低起伏的地形中，风力发电机的性能可能因叶片在不同高度处风阻不同而受到影响。
通过FLUENT的流场仿真，可以对不同地形条件下的风力发电机进行模拟，了解其周围环境对其性能的影响，进而制定相应的优化措施。
总之，基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究可以为风力发电的设计和开发提供重要的支持和指导。
通过精确的流场模拟和优化，可以使风力发电机的性能得到最大化的提高，为可再生能源的推广和利用做出贡献基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究是提高风力发电机性能的有效途径。
fluent流体仿真实例
fluent流体仿真实例引言流体力学是研究物质的流动规律和力学性质的学科，而流体仿真则是在计算机环境下利用数值方法模拟流体力学过程的过程。
在流体力学研究和工程实践中，流体仿真已经成为一种非常重要的工具。
本文将探讨使用fluent软件进行流体仿真的实例，介绍其基本原理和应用。
什么是fluent？fluent是一种流体仿真计算软件，它被广泛应用于工业和学术研究领域。
fluent可以对不同类型的流体动力学问题进行建模和仿真，如空气动力学、燃烧和热传导等。
fluent是一款功能强大且易于使用的软件，能够提供准确可靠的流体力学仿真结果。
流体仿真的基本原理流体仿真建立在基本的流体力学原理之上，通过数值方法对流体的运动进行模拟和计算。
主要包括以下几个步骤：1. 建立几何模型在进行流体仿真之前，需要首先建立几何模型。
几何模型描述了流体领域的形状和结构，可以通过计算机辅助设计（CAD）软件进行建模。
常见的几何模型包括管道、汽车外形和飞机翼型等。
2. 网格划分网格划分是流体仿真中的关键步骤，它将流体区域分割为有限数量的小单元，称为网格。
不同的网格划分方式会对仿真结果产生影响，因此需要根据具体问题选择合适的网格划分方法。
3. 设置边界条件边界条件是仿真过程中的约束条件，描述了流场在模型边界上的行为。
根据具体问题，可以设置流体速度、压力和温度等边界条件。
4. 数值求解数值求解是流体仿真的核心步骤，通过数值方法对流体的运动进行模拟和计算。
常用的数值方法包括有限体积法和有限元法等。
5. 结果分析仿真计算完成后，需要对结果进行分析和后处理。
常见的后处理操作包括生成流线图、压力分布图和速度矢量图等。
一个fluent流体仿真实例为了更好地理解fluent的应用，我们以空气动力学为例进行一个流体仿真实例。
1. 几何模型建立假设我们要研究一辆汽车在高速行驶时的空气动力学性能。
首先需要在CAD软件中建立汽车外形的几何模型，包括汽车的车身、车轮和尾翼等。
某杀伤弹与某子母弹弹道一致性设计
某杀伤弹与某子母弹弹道一致性设计作者：常怀东姚冰杨阳陈超王维保来源：《计算机辅助工程》2011年第02期文章编号：1006-0871（2011）02-0123-04摘要：为进行某杀伤弹与某子母弹弹道一致性设计，通过FLUENT对弹丸外流场进行数值仿真，获取相关的气动力参数.用仿真结果进行阻力特性分析和射程估算，根据分析结果进行设计方案调整并进行试验验证，结果表明调整方案满足设计要求，说明采用数值仿真方法设计弹丸气动外形是有效、可行的.关键词：杀伤弹；子母弹；弹道一致性；气动力分析；外流场； FLUENT中图分类号： TJ413；TB115.2 文献标志码： ATrajectory consistency design of kill bomb with shrapnelCHANG Huaidong, YAO Bing, YANG Yang, CHEN Chao, WANG Weibao（Department of Product Research and Development, Anhui Shenjian Science and Technology Co., Ltd., Hefei 230022, China）Abstract： To design the trajectory consistency of a kill bomb with shrapnel, numerical simulation is performed on outer flow field of projectiles, and the correlative aerodynamic parameters are obtained. The simulation results are used to analyze the drag characteristics and estimate the range of the projectile. The analysis results are used to improve the design scheme and the verification tests are performed. The test results indicate that the improved scheme satisfies withthe design requirements, so it is feasible and effective to use the numerical simulation method to design the aerodynamic configuration of projectiles.Key words： kill bomb; shrapnel; trajectory consistency; aerodynamic analysis; outer flow field; FLUENT收稿日期： 2011-03-26 修回日期： 2011-05-04作者简介：常怀东（1973—），男，黑龙江兰西人，高级工程师，硕士，研究方向为弹药工程，（E-mail）green918@0 引言在同一火炮武器系统中，如配用多弹种，常遇到要求诸弹种满足外弹道一致性、通用射表等问题.由于受炮弹设计中威力、结构匹配和其他问题的限制，在进行炮弹结构和外形参数调整时受到许多限制.某杀伤弹的项目研制要求该弹与同一武器系统中的子母弹通用发射装药及弹道一致，因此，有必要对杀伤弹和子母弹的弹道一致性进行分析，提出修改方案，满足弹道一致性的要求.1 外弹道一致性分析1.1 杀伤弹与子母弹气动力、外弹道差异分析1.1.1 模型建立和网格生成由于弹丸模型相对简单，可在三维建模软件中将该弹丸模型建成整体模型（图1为弹丸模型），用FLUENT自带的前处理模块Gambit可以导入的格式保存.模型导入Gambit后先设置计算域，由于是对弹丸进行外流场分析，弹丸可近似成长圆柱物体，故计算域建成长圆柱体，长度与直径分别为弹丸全长及弹丸直径的9倍，弹丸置于计算域中部.为减少计算量，计算域可设成二分之一对称计算域.在进行网格划分时，考虑便于网格疏密控制及在2阶迎风格式下具有较高的计算精度，采用非结构化网格，即先对模型的边进行合适的疏密设置，再对模型的面采用三角形网格划分［1］（图2为弹丸表面网格），最后模型的体生成四面体非结构网格.网格生成后再设置边界条件.图 1 弹丸模型Fig.1 Bomb model图 2 弹丸表面网格Fig.2 Bomb mesh1.1.2 初始条件和边界条件取前方来流的值作为来流的初始条件，假设壁面边界为无滑移的绝热边界固壁，外边界取压力远场，用给定的自由流速度和静态条件模拟无限远处的自由流，并且对称面上使用对称边界条件.［1-2］假设来流为理想气体，来流攻角α2°，来流速度为205～477 m/s.1.1.3 气动力因数求解采用FLUENT气动力分析软件对杀伤弹和子母弹进行外流场数值仿真，在整个分析计算中，其气动力诸因数的求解公式［3-5］为阻力因数C x X/（0.5ρv2S）（1）式中：X为弹丸阻力；ρ为空气密度；v为弹丸飞行速度；S为弹丸最大横截面积.升力因数C y Y/（0.5ρv2S）（2）式中：Y为弹丸升力.侧向力因数C z Z/（0.5ρv2S）（3）式中：Z为弹丸侧向力.俯仰力矩因数m z M z/（0.5ρv2SL）（4）式中：M z为弹丸俯仰力矩；L为弹丸全长.滚转力矩因数m x M x/（0.5ρv2SL）（5）式中：M x为弹丸俯仰力矩.偏航力矩因数m y M y/（0.5ρv2SL）（6）式中：M y为弹丸俯仰力矩.压力中心因数x cp m z/C y（7）表1为杀伤弹和子母弹气动力因数仿真结果.表 1 杀伤弹和子母弹气动力因数仿真结果Tab.1 Simulation results of aerodynamic factors of kill bomb and shrapnel1.1.4 阻力特性根据仿真结果拟合的杀伤弹和子母弹速度－阻力因数曲线见图3.图 3 杀伤弹和子母弹速度－阻力因数曲线Fig.3 Curves of velocity and drag factor of kill bomb and shrapnel由图3可知，当速度小于250 m/s时，阻力因数比较平稳；当速度大于250 m/s时，阻力因数随速度增大而增大；当速度大于290 m/s时，阻力因数随速度增大而急剧增大；当速度大于410 m/s时，阻力因数随速度增大而平缓下降.［2-6］1.1.5 射程估算利用表1中各速度下的阻力因数，通过公式i可进行弹形因数计算，通过公式c×103可进行弹道因数计算.［7］c′〖KG-*2〗x为标准弹形的弹丸阻力因数，d为弹丸直径，m为弹丸质量.在求出弹道因数后，利用弹道表可对弹丸在同一射角、不同速度下的射程进行估算.表2为杀伤弹和子母弹的估算射程差.表 2 杀伤弹与子母弹的估算射程差Tab.2 Estimated range differences between kill bomb and shrapnel1.2 方案调整通过对杀伤弹和子母弹的气动力因数计算、阻力特性分析及射程估算可知，同一速度下的杀伤弹阻力因数比子母弹小，从而射程更远.可以通过调整弹重、初速和弹形等参数使2种弹的弹道一致.但对于本文，由于受通用发射装药限制，只能调整弹丸的外形参数.因此，设计人员对弹丸的外形进行重新设计，杀伤弹新方案的阻力因数仿真计算结果见表3，杀伤弹新方案与子母弹速度－阻力因数曲线见图4.表 3 杀伤弹新方案的阻力因数仿真计算结果Tab.3 Simulation results of aerodynamic factors of kill bomb in new scheme图 4 杀伤弹新方案与子母弹速度－阻力因数曲线Fig.4 Curves of velocity and drag factor of kill bomb and shrapnel in new scheme2 弹道一致性判定2.1 计算弹道一致性判定需要进行平均弹道一致性试验，评定公式如下：每个检测点第i组被试弹（杀伤弹）与对比弹（子母弹）距离差的平均值Δx i i j1Δx ij （8）式中：n i为第i组的试验（有效）对数；Δx ij为第i组第j对被试弹与对比弹的距离差.每个检测点被试弹与对比弹距离差的平均值Δx（9）式中：k为每个检测点射击试验弹的组数.每个检测点第i组被试弹与对比弹距离差的标准误差σΔxi i j1（Δx ij－Δx i）2（10）每个检测点被试弹与对比弹距离差的标准误差平均值σ -Δx（11）自由度（n i－1）（12）一致性界限因数λαtα/2·（13）式中：tα/2为t分布的界限值，根据自由度γ及显著水平α（一般取α0.05）查t分布的界限值表求得；n为每个检测点被试弹与对比弹试验总对数.当Δx≤λα·σ -Δx时，被试弹与对比弹平均弹道一致.2.2 试验验证为验证调整后的杀伤弹与子母弹弹道一致性，分别进行3组弹道一致性试验.试验采用被试弹（杀伤弹）与对比弹（子母弹）单发交叉对比射击.在全装药条件下，以45°和75°射角各射击1个对比组；在2号装药条件下，以45°射角射击1组.表4为弹道一致性试验结果.表 4 弹道一致性试验结果Tab.4 Test results of trajectory consistency计算结果表明，每个检测点上的距离差和方向差均小于一致性界限，说明杀伤弹与子母弹弹道一致.3 结束语利用ANSYS软件的FLUENT气动力分析模块完成弹丸气动力的仿真计算，用计算结果对弹丸阻力特性进行分析并对弹丸的射程进行估算，同时指导设计方案调整，试验证明调整方案达到设计要求.参考文献：［1］于勇, 张俊明, 姜连田. FLUENT入门与进阶教程［M］. 北京: 北京理工大学出版社, 2008: 30-60.［2］王晓兵, 李菁, 廖忠全, 等. 基于FLUENT的弹丸外流场数值仿真［J］.计算机辅助工程, 2010, 19（1）: 92-94.WANG Xiaobing, LI Jing, LIAO Zhongquan, et al. Numerical simulation on outer flow field of projectile based on FLUENT［J］. Comput Aided Eng, 2010, 19（1）: 92-94.［3］钱杏芳, 林瑞雄, 赵亚男. 导弹飞行力学［M］. 北京: 北京理工大学出版社, 2008: 4-22.［4］季宗德, 周长省, 丘光申. 火箭弹设计理论［M］. 北京: 兵器工业出版社, 1995: 255-257.［5］魏惠之, 朱鹤松, 汪东晖, 等. 弹丸设计理论［M］. 北京: 国防工业出版社, 1995: 194-197.［6］姚冰, 王维保, 胡浩, 等. 某型弹丸气动力分析［J］. 中国制造业信息化, 2008（24）: 106-107.YAO Bin, WANG Weibao, HU Hao, et al. Aerodynamic analysis of a certain projectile［J］. Manufacturing Inform Eng China, 2008（24）: 106-107.［7］韩子鹏. 弹箭外弹道学［M］. 北京: 北京理工大学出版社, 2008: 35-36.（编辑陈锋杰）。
汽车外流场的数值模拟
汽车外流场的数值模拟宁燕，辛喆中国农业大学， 北京 （100083）E-mail ：rn063@摘 要：利用CFD 方法，运用FLUENT 软件对斜背式车型的外流场进行了数值模拟，并对结果进行了处理与分析。
研究了车身周围涡系的三维结构和车身表面分离流的情况，表明由于车身前后的压力差和主流的拖拽作用等，在汽车尾部形成了极其复杂的涡系。
关键词：汽车空气动力学；CFD ；车身外流场；FLUENT1. 引 言汽车空气动力学的研究主要有两种方法[1]：一种是进行风洞实验，另一种是利用计算流体动力学（CFD ）技术进行数值模拟。
传统的汽车空气动力学研究是在风洞中进行实验，存在着费用昂贵、开发周期长等问题。
另外，在风洞实验时，只能在有限个截面和其上有限个点处测得速度、压力和温度值，而不可能获得整车流场中任意点的详细信息。
随着计算机技术和计算流体动力学的发展，汽车外流场的计算机数值仿真由于其具有可再现性、周期短以及低成本等优越性而成为研究汽车空气动力学性能的另一种有效方法。
2. 控制方程和湍流模型汽车外流场一般为定常、等温和不可压缩三维流场，由于外形复杂易引起分离，所以应按湍流处理。
汽车外流场的时均控制方程式[2]如下：3,2,1,=j i ；z x y x x x ===321,,；，：u u =1w u v u ==32,平均连续方程：0=∂∂ii x u 平均动量方程：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂+∂∂∂∂+∂∂−=∂∂i j j i eff j j j i j x u x u x x p x u u µρ κ方程 ρεκσµµκρκ−+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∂∂+∂∂=∂∂G x x x u j t jj j )( ε方程 κερκεεσµµερε221)(C G C x x x u j t j j j −+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∂∂+∂∂=∂∂ -1-其中， ji i j j i t x u x u x u G ∂∂⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂+∂∂=µ εκρµµ2C t = µ为动力粘性系数，t µ为湍流动力粘性系数，它的提出来源于Boussinesq 提出的涡粘假定，是空间坐标函数，取决于流动状态，满足：⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂+∂∂=−i j j i t j i x u x u u u µρ 其中，j i u u ρ−是由于对动量方程式平均化后得到的雷诺应力项。
弹丸外弹道及引信活击体爬行力数值仿真
弹丸外弹道及引信活击体爬行力数值仿真
岳明凯;邱浩;焦志刚
【期刊名称】《四川兵工学报》
【年(卷),期】2016(037)003
【摘要】针对惯性触发引信设计过程中引信零件爬行力计算问题，分析了引信及弹丸在外弹道飞行时的受力情况，运用计算流体力学软件（FLUENT）对弹丸空气动力进行了仿真分析，得到了弹丸在外弹道飞行的阻力和翻转力矩。
再由虚拟样机软件（ADAMS）对弹丸整个飞行过程进行模拟计算，得到弹丸在整个外弹道的稳定性情况、飞行轨迹和引信活击体受到的爬行力。
所得结果和分析对弹丸外弹道分析及引信惯性触发机构的设计和研究具有一定参考意义。
【总页数】4页(P20-22,30)
【作者】岳明凯;邱浩;焦志刚
【作者单位】沈阳理工大学装备工程学院，沈阳 110159;沈阳理工大学装备工程学院，沈阳 110159;沈阳理工大学装备工程学院，沈阳 110159
【正文语种】中文
【中图分类】TJ430.2
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3.存在动不平衡的旋转弹丸外弹道绕质心运动过程中引信惯性力分析 [J], 董盛鹏;
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5.中大口径火炮弹丸外弹道空气动力作用下引信旋松可能性 [J], 冯单翔;王雨时;张志彪;闻泉;王光宇
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射表编拟中弹丸气动力特性数值模拟技术
射表编拟中弹丸气动力特性数值模拟技术文艳;王飞;刘艳红;董笑【摘要】为求解射表编拟中弹道计算所需的弹丸空气动力系数,采用有限容积法求解N-S方程、S-A湍流模型并考虑具体边界条件,借助FLUENT模拟弹丸外流场.对某型榴弹实现了流场模拟,得到了攻角为0°、4°、8°和马赫数为0.6~2.1时的弹丸阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数.通过该弹气动力系数数值模拟计算值与雷达数据提取值、工程计算值、纸靶试验值进行比较,表明数值模拟得到的曲线规律较好.在此基础上,采用阻力、升力符合系数修正方法,实现了数值结果在射表编拟中的应用,且精度满足射表编拟等弹道计算应用的需要.【期刊名称】《火炮发射与控制学报》【年(卷),期】2016(037)004【总页数】6页(P63-67,72)【关键词】流体力学;射表编拟;弹丸;气动力;数值模拟【作者】文艳;王飞;刘艳红;董笑【作者单位】中国华阴兵器试验中心,陕西华阴 714200;中国华阴兵器试验中心,陕西华阴 714200;中国华阴兵器试验中心,陕西华阴 714200;中国华阴兵器试验中心,陕西华阴 714200【正文语种】中文【中图分类】TJ012.3+5射表载有武器有效射击所必备的精确弹道数据，是拟装备部队的武器、弹药系统的必备文件。
而反映弹丸气动力特性的阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数等气动力系数是射表编拟的基础数据，也是决定射表计算精度的关键因素。
在靶场常规弹药试验过程中，由于厂家提供的气动力数据往往不完备或不准确，给射表编拟等弹道计算应用带来了很大的困难。
长期以来，这些气动力系数都是采用适用简单气动外形的工程计算方法及经验公式获取，计算结果精度往往只能达到85%～90%，而对底凹弹等较复杂外形弹丸的计算局限性更大；用实弹射击试验、风洞试验测量方法获取的弹丸气动力数据精度高，但其成本高、周期长，常规弹丸往往不予考虑。
随着数值模拟技术的发展，数值模拟计算方法以其气体流场模拟仿真分析能力强、成本低、精度高的优势，享有数值风洞的盛誉。
FLUENT在粘弹性流体流动数值模拟中的应用共3篇
FLUENT在粘弹性流体流动数值模拟中的应用共3篇FLUENT在粘弹性流体流动数值模拟中的应用1FLUENT在粘弹性流体流动数值模拟中的应用粘弹性流体是指既具有粘性又具有弹性的流体，在许多工程和科学领域中有着重要的应用。
然而，由于其复杂的流动性质和非线性行为，研究粘弹性流体的流动行为一直是一个具有挑战性的课题。
为了更好地理解和掌握粘弹性流体的运动特性，数值模拟成为了一种重要的手段。
FLUENT作为流体力学领域中广泛应用的商业软件，也可以被应用于粘弹性流体的流动数值模拟中。
FLUENT可以实现不同类型的粘弹性流体的数值模拟，包括线性黏弹性流体、非线性黏弹性流体、Coleman-Noll弹性体等。
其中，到目前为止，非线性黏弹性流体的数值模拟是最具挑战性的任务之一。
FLUENT在非线性黏弹性流体的数值模拟中采用了双物质模型和假设平衡法。
双物质模型是基于两种不同的流体模型，并在它们之间建立一个转换区域。
对于粘弹性流体，FLUENT采用了一种称为自由液体法(Free Surface Tracking)的方法来模拟转换区域。
这种方法可以将粘性流体转换到弹性流体，从而更好地考虑流体的非线性行为。
此外，FLUENT采用了假设平衡法(HB)来处理粘弹性流体的数值模拟。
HB法是一种通过利用流体力学方程中的守恒律和耗散定律分析流体特性的方法，其能够保持物理量的局部平衡状态。
FLUENT在粘弹性流体流动数值模拟中的应用具有很高的准确性和可靠性。
例如，在输送高浓度聚合物溶液的管道中，流体黏度随着浓度的增加而增大，从而进一步造成热失控和管道堵塞的现象。
FLUENT可以模拟出这种流体的粘弹性特性，并对传输过程中的温度和应力场进行计算。
此外，FLUENT还可以模拟其他粘弹性流体的流动，如液晶、生物流体、纳米颗粒悬浮体等。
然而，FLUENT在粘弹性流体流动数值模拟中还有一些限制。
首先，由于粘弹性流体的非线性特性，模拟结果可能会受到模型参数的影响。
基于FLUENT的微型修正弹药气动特性仿真
ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｔ ｙ ｆ ｏ ｌ ｆ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｍａ ｃ ｈ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ａ ｔ ｔ ａ ｃ ｋ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ．Ｗ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｆ ｏ
第 ３ Ｏ 卷 第６ 期
文章编号 ： １ ０ ０ ６—９ ３ ４ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ０ ２ ０— ０ ４
计
算
机
仿
真
２ ０ １ ３ 年６ 月
基于 Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ的微 型 修 正 弹 药气 动特 性 仿 真
吴 志林 。 陶 家宾
（ 南京理工 大学机械工程学院 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ４）
摘要 ： 研究微型修正弹药的的气动外形结构优化设计 问题 。由于传统 的气动力参 数计算方法 ， 计算新 型修正弹的气动力参 数会造成大的误差 ， 不利于弹道参数计算和飞行稳定性校核 。针对上述 问题 ， 提出采用计算 流体 动力学软件 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 对修 正 弹进行菲结构化网格划分 ， 利用密度基显式求解法 ， 对修正弹在不同攻角 、 不 同飞行马赫数下 的气 动力进行了仿真计算 ， 得 到了修正弹药 的升力系数、 阻力 系数和俯仰力矩系数随飞行 马赫数和攻角 的变化规律 ， 以及 弹丸表 面的压力分布 和来 流速 度分布 ， 并对仿真结果进行分析 。结果表明 ， 计算所得气动参数符合修正弹外弹道学规律 ， 较好地模拟 了弹丸跨音速时的飞 行状态 ， 可 以为微型修正弹药的制导外形设计提供依据和参 考。 关键词： 计算流体动力学 ； 微型修正弹药 ； 气动仿真 ； 空气阻力系数
基于fluent圆管数值模拟
已知：圆管的横截面半径0.1m，长度为1m，水流以1m/s的速度从圆管的一端进入。
用fluent模拟管进出口流场模拟。
步骤：
1、用solidworks 画直径为100mm，长度为1000mm的图，另存为1.X_T格式，然后导入ICEM，导入步骤如下图：
选择单位为：Millimeter ，导入ICEM后如下图：
2、创建part，右击模型树Model/Parts/Creat Part，设置part的进口IN，出口OUT,管壁WALL。
Part设置完成后删除没有几何元素的空Part如下图：
创建几何图形的拓扑结构，如下图：创建Body，如下图：
3、定义网格参数
3.1 定义全局网格参数3.2 定义体网格全局参数
3.3 定义棱柱网络全局参数
保存几何模型。
File-geometry-save geometry as ,保存当前几何模型为1.tin
4、生成网格
4.1 生成网格
4.2 检查网络质量
质量检测结果，如下图：
4.3 导出网格
File-mesh-save mesh as,保存当前的网格文件为dz.uns。
步骤如下图：
5、求解计算
打开FLUENT，选择三维求解器
FILE--READ--CASE ，选择生成的网格dz.msh，如下图：
在fluent中的步骤如下图：
求解结果如下图：进口速度模拟：
出口速度模拟：。
基于Fluent的末制导炮弹初始段气动仿真[1]
系数、 俯仰力矩系数变化曲线与实验所得基本一致。 通过以上图表的对比，可以看出仿真所得结果 偏大，分析后可知主要原因有以下方面： 1) 网格划分误差。划分网格过程中，网格模型 的弹体表面由网格面拼接而成， 造成拼接面不光滑， 从而引起附加的阻力、升力等，导致计算结果偏大。
庞英良，等：基于 Fluent 的末制导炮弹初始段气动仿真 这种误差可认为属于计算的系统误差，根据实验数 据进行修正后可以予以消除。
α=0 0.6 0.5
CY
马赫数 试验俯仰力矩系数 M zg 仿真俯仰力矩系数 M zg 相对误差 /% 0.50 0.0250 0.0259 3.60 0.70 0.0232 0.0241 3.88 0.90 0.0184 0.0192 4.35 1.00 0.0216 0.0209 3.24 1.10 0.0251 0.0260 3.59 1.20 0.0220 0.0211 4.09 1.53 0.0252 0.0261 3.57 1.79 0.0293 0.0303 3.41
试验俯仰力矩系数曲线 仿真俯仰力矩系数曲线
0.028
CY
0.35 0.3 0.25 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 M 2.2
0.04
MZg
0.6 0.8 1 1.2 M 1.4 1.6 1.8 2
0.026 0.024 0.022 0.02 0.018 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 M 1.6 1.8 2
表2 全弹模型实验升力与仿真升力系数对比（攻角 α=1°）
试验升力系数 C y 仿真升力系数 C y 相对误差（ %） 0.0342 0.0351 2.63 0.0356 0.0370 3.93 0.0423 0.0431 1.89 0.0379 0.0388 2.58 0.0383 0.0392 2.35 0.0368 0.0356 3.26 0.0371 0.0379 2.16 0.0386 0.0394 2.07 马赫数 0.50 0.70 0.90 1.00 1.10 1.20 1.53 1.79