长杆弹超高速流体侵彻理论模型研究
随着新的发射系统、超高含能材料的不断研发，甚至美国“上帝之杖”的提出，未来长杆弹将拥有更高的撞击速度，开展长杆弹超高速流体侵彻理论研究具有重要意义。本文主要采取理论分析的方法，并结合数值模拟手段，开展以下研究工作： （1）针对长杆弹超高速侵彻问题，以可压缩流体动力学理论为基础，结合弹体准定常质量侵蚀的特征，建立了考虑材料可压缩性并忽略冲击波影响的完整近似可压缩流体侵彻理论模型。同时综合该理论模型解与Alekseevskii-Tate(Alekseevskii(1966),Tate(1967,1969))模型解、实验数据和数值模拟的比较，验证了理论模型的有效性。 （2）进一步分析讨论了本文理论模型与Alekseevskii-Tate模型和流体动力学理论的异同，提出了计及可压缩性的动态流体动力学极限。基于不同弹/靶组合的侵彻效率理论分析，讨论了不同侵彻速度下各理论模型的差异及适用范围，得到了本文理论模型的适用速度范围为1.5-12km/s。同时分析表明，在弹/靶可压缩性相当或弹/靶可压缩性都较弱的条件下，Alekseevskii-Tate模型的应用速度范围可适当扩展至超高速侵彻。 （3）开展了不同速度下、三种可压缩性强弱的弹/靶组合的数值模拟，并结合本文理论模型与Alekseevskii-Tate模型进行比较分析，研究了材料可压缩性对超高速度侵彻过程的影响规律。分析表明：当弹/靶可压缩性存在差异时，材料可压缩性对侵彻过程参量的影响主要体现在侵彻速度和侵彻时间上，并且其产生的影响会随初始撞击速度的提高而增大。此外，弹的强可压缩性可以提高其侵彻能力，而靶的强可压缩性可以提高其抗侵彻能力；并且，相较于靶，可压缩性对弹的影响更为显著。靶的强可压缩性对侵彻时间的影响较大，而弹的强可压缩性对侵彻速度的影响较大。
长杆弹;超高速流体;侵彻速度;可压缩性
西南科技大学
硕士
土木工程
陈小伟;姚勇;邓勇军
2021
中文
TJ410.1
2021-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）