高超音速成型装药金属射流周围流场及干扰的数值研究

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本文讨论了高超音速成型装药金属射流飞行过程中遇到的气动问题。爆炸成型的极高速成型装药射流对装甲目标的毁伤已经是一个研究的非常广泛和深入的题目了,但是很少有人将目光关注到气动力对射流的影响上。更为重要的是,高超音速成型装药金属射流是目前唯一能够在普通大气条件下达到的高于20马赫的物体,所以,对其气动力的研究有助于探讨陨石坠落、航天再入等无法直接观察的高超音速的类似现象。本文主要研究成型装药射流头部颗粒附近的激波状态、激波对下游的气动影响问题以及射流飞行在比射流尺寸稍大的孔洞内时激波对射流体的干扰问题。采用的研究手段是基于不包含人工粘性项的Godunov格式编制求解可压缩气体守恒方程的FORTRAN语言程序,通过程序数值求解的结果获知上述关心问题的数值现象。另外值得一提的是在处理高温气体热力学参数时采用了包含真实气体效应的计算程序,这是因为高温情况下气体的性质已经完全偏离了理想气体假设.本文采用空气中不同组分的配分函数进行求解高温情况下气体的热力学参数。研究的结果发现,气动力对高超音速成型装药金属射流的影响很小,几乎可以忽略不计,可以排除气动力是造成其扰动的因素之一。
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