基于Fluent的某榴弹发射器液压缓冲器流体仿真分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期(总第194期)机械工程与自动化No．12016年2月MECHANICALENG1NEERING&AUTOMATIONFeb．文章编号：1672—6413(2016)01—0086—02基于Fluent的某榴弹发射器液压缓冲器流体仿真分析龙虎，姚养无，高建良(中北大学机电_T-程学院，山西太原030051)摘要：某榴弹发射器采用小型液压缓冲器并安装在自动机上随其一起后坐。利用Fluent动网格技术模拟液压缓冲器随自动机后坐时的内部流体流动规律，研究其液压阻力特性

2、。将液压阻力的模拟结果与理论计算对比分析，得出利用Fluent软件在武器流体仿真分析上的可行性与必要性。关键词：榴弹发射器；Fluent；液压缓冲器；仿真中图分类号：TP391．9：TJ412．3文献标识码：A0引言Fluent主要用于流场的数值模拟，可以模拟流体F。一cK含的流动等其他物理现象。在实际仿真过程中，针对各其中：A为液压缸212作面积，in；p为液体密度，kg／种复杂流体的流动与物理现象，可以采取不同的离散m。；d。为流液孔面积，m；K为液体阻力系数；7J为自格式和计算方法，以便能很好地模

3、拟复杂的流动问题，动机后坐速度，m／s。得到精确的计算结果。Fluent作为一种重要的研究—》—囝—橱一宅卜卜》__一8卜_一手段，对武器的优化设计具有重要的作用，可以使武器结构更加合理。Fluent流体仿真的基本步骤是：确定前腔_]霍y计算域的二维或者三维几何形状并划分网格；将网格Q文件导入到Fluent软件，检查网格质量，选择计算求解模型与方程，确定流体的材料特性以及边界类型与边界条件；模拟计算与控制参数以及计算与结果的后厂气处理。本文针对某榴弹发射器液压缓冲器随自动机后尾端坐时的内部流场问题，在仿

4、真过程中采用二维非定常图1液压缓冲器结构与后坐原理图2流体仿真模拟涡流模型对其进行仿真分析。2．1动网格计算域的建立1液压反冲器结构与液压阻力的计算该榴弹发射器采用自由枪机式，后坐时液压缓冲在使用Fluent动网格进行流体仿真时，需要将边器随自动机一起后坐。后坐开始阶段，榴弹发射器发界的运动定义在确定的区域网格上。一般动网格中包含有运动边界与变形边界，运动边界一般可以组合在射机上的缓冲簧吸收后坐能量；当液压缓冲器以一定的速度撞击固定的发射机尾端胶垫时，开始产生液压一起，而变形边界必须分开并单独指定其变形

5、的形式阻力，迅速降低自动机的后坐速度，吸收多余的后坐能和方向。不同区域之间的网格不一定是正则的，可在模型设置中用滑动界面功能将各区域连接起来，针对量，减小后坐对武器的振动。液压缓冲器流体工作区域的实际情况，本文计算域如液压缓冲器主要由前端、液压缸、活塞、活塞杆、液压缓冲簧以及活塞杆后端等组成，见图1。液压缓冲图2所示。器工作原理是：当其随自动机后坐时，由于后端开始撞2．2动网格运动边界条件的定义击发射机尾端，活塞固定不动，液压缸以一定的速度向动网格模型中边界的运动形式主要通过边界函数后运动，迫使前腔的流

6、体通过流液孔流向后腔，由于流预先确定或者、是由计算得出下一步的运动状态。液孔面积与活塞面积相比小得多，使得液体的流动受Fluent提供DUF函数或者调用profile来定义边界的到一定的节制，产生液压阻力，阻止自动机的后坐。运动形式，从而实现真正意义上的网格运动。在使用后坐时缓冲器的液压阻力F。(N)为：profile定义运动边界时，其运动形式一般定义成速度与时间的函数。通过一系列离散的速度与时间的对应收稿日期：2015—07—0l；修订日期：201512—03作者简介：龙虎(1988一)，男，Ngl资

7、阳人，在读硕士研究生，研究方向：发射系统动力学与控制技术。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com·9O·机械工程与自动化2016年第1期在定子槽开口处，磁密达到最大值1．8T，定子齿平均从图6可以得出，空载气隙磁密波形近似接近正磁密为1．5T。空载时，径向气隙磁密波形如图5所示。弦波分布，对电机性能影响较大的是5次谐波和7次由图5得出，气隙磁密波形顶部并不平整，有凹谐波。由图7可以得出，5次谐波占基波的比例为陷，这是由于定子槽口处的磁阻较大引起的缺陷，有限10．2，7次

8、谐波占基波的比例为4．7％，5次谐波对元计算气隙磁密最大值为0．9l1T。电机性能的影响主要是绕组带来的，可以采用短距集对气隙磁密曲线进行傅里叶分解，如图6所示。中绕组来消除；采用定子斜槽可以消除各次谐波的影气隙磁密各次谐波幅值如图7所示。响，达到减小电机振动的目的，使电机运行更平稳。—、0．＼、、黼。谐波谐墨o．翻褪l—一I△f、＼I一厂h撞遂墨o．厘＼、一一—一厦一．o．隙磁密碍始波形．谐波次数距离／mm设计了一种80极90槽、转速为2