不同海拔高度炮口冲击波动态演化特性数值模拟研究

• Published in: 爆炸与冲击 Vol. 44; no. 12; pp. 55 - 71
• Main Authors: 康越, 马天, 王俊龙, 张逸之, 张文博, 韩笑, 栗志杰
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 湘潭大学物理与光电工程学院,湖南 湘潭 411105%清华大学航天航空学院,北京 100084%大连理工大学机械工程学院,辽宁 大连 116024%清华大学核能与新能源技术研究院,北京 100084 01.12.2024; 军事科学院系统工程研究院,北京 100010%军事科学院系统工程研究院,北京 100010
• Subjects: altitude; 海拔高度; fluid-structure coupling model; 人员防护; 流固耦合模型; muzzle shock wave; personal protection; 炮口冲击波
• ISSN: 1001-1455
• DOI: 10.11883/bzycj-2024-0108

O382; 基于耦合的欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)法建立了"火药燃气-炮管/炮弹-空气"流固耦合模型,分别对低海拔(海拔高度0 m)、中海拔(海拔高度1000 m)、亚高海拔(海拔高度3000 m)和高海拔(海拔高度5000 m)环境下大口径火炮的发射过程进行了数值模拟,研究了海拔高度对炮口冲击波动态演化过程的影响机制.模拟结果表明,大口径火炮炮口冲击波动态演化过程具有显著的方向依赖性,炮口冲击波峰值压力随海拔高度的增加而降低,峰值压力与环境压力近似呈线性关系;形成于炮口制退器处的侧向冲击波主导了操炮人员典型作业区域(炮口后方3～5 m)的冲击波超压峰值,在不同海拔条件下进行火炮射击都可致操炮人员听觉器官发生损伤,并对非听觉器官造成威胁.因此,亟需提高操炮人员个体装备防护性能,从而形成对眼、耳、肺和脑等重要器官的有效保护.