某型末制导炮弹在整个飞行过程中弹道复杂多变， 下面利用Cmrflow 软件对该型末制导炮弹的末制导段进行气动参数计算。
1.建模及网格划分
在末制导段， 弹丸抛掉鼻锥后的外形如图3 -11 所示。 具体尺寸： 长1 171 mm， 最大弹径152 mm， 舵翼展长350 mm， 尾翼展长570 mm。
图3-11 某型末制导炮弹外形
图3-12 弹丸外流场网格图(书后附彩插)
将末制导炮弹外形的三维图导入ICEM CFD 进行网格划分， 弹丸外流场网格如图3 -12 所示， 弹丸对称面上的网络分布如图3 -13 所示。 由于弹丸是轴对称的， 为了减少计算时间， 提高计算效率， 在此取弹丸的一半进行计算， 计算区域是一个六面体， 长22 000 mm、 宽10 000 mm、 高20 000 mm。采用四面体网格进行划分， 为了保证计算精度， 对弹丸头部、 舵面、 尾翼及底排等流场变化剧烈的区域进行局部加密， 而对外场区域网格画得比较稀疏，这样既保证了计算的准确性， 又减小了计算量。 整个流场的非结构网格数量为2 375 050。
图3-13 弹丸对称面上的网格分布(书后附彩插)
2.边界条件
边界条件的合理设置对计算过程及结果有非常重要的作用。 不合理地选取与设置边界条件， 会影响计算结果的准确性， 甚至使计算不能收敛。 对弹丸的数值模拟采用以下边界条件。
(1) 远场边界条件。 该计算所模拟的飞行情况必须考虑空气的压缩性，因此采用了无反射压力远场作为远场边界条件， 计算中需给定无穷远处来流马赫数及其方向。
(2) 物面边界。 弹丸表面为物面边界， 流动无滑移、 无穿透。
(3) 对称边界。 使用对称面边界条件可以节省计算时间， 避免浪费计算资源。(www.xing528.com)
3.计算条件及结果分析
通过仿真， 可得各工况下的气动特性， 这里仅给出部分工况下的外流场压力分布云图。 速度为1.2 Ma， 攻角分别为0°、 2°、 4°、 6°、 8°情况下的外流场压力分布云图如图3 -14 所示。
图3-14 速度为1.2 Ma， 不同攻角下的外流场压力分布云图(书后附彩插)
(a) 攻角为0°； (b) 攻角为2°； (c) 攻角为4°； (d) 攻角为6°； (e) 攻角为8°
攻角为4°， 速度为0.6 Ma、 0.8 Ma、 1.0 Ma、 1.2 Ma、 1.5 Ma 情况下的外流场压力分布云图如图3 -15 所示。
图3-15 攻角为4°， 不同速度下的外流场压力分布云图(书后附彩插)
(a) 速度为0.6 Ma； (b) 速度为0.8 Ma； (c) 速度为1.0 Ma；(d) 速度为1.2 Ma； (e) 速度为1.5 Ma
弹丸轴向力系数(cfx)、 法向力系数、 俯仰力矩系数随马赫数变化的曲线如图3 -16 ～图3 -18 所示。
图3-16 轴向力系数随马赫数变化的曲线(书后附彩插)
图3-17 法向力系数随马赫数变化的曲线(书后附彩插)
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