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高速旋转弹丸马格努斯效应数值研究

兵工学报 2013年第6期34卷 718-725页

作者：雷娟棉李田田黄灿北京理工大学宇航学院北京100081

为了研究高速旋转弹丸在飞行过程中产生马格努斯效应的气动机理,本文以三维N-S方程为基本方程,采用滑移网格技术,对弹丸在高速旋转状态下的绕流场进行了数值模拟。给出了马格努斯力和力矩系数随攻角的变化规律,所得结果与实验数据符合很... 详细信息

为了研究高速旋转弹丸在飞行过程中产生马格努斯效应的气动机理,本文以三维N-S方程为基本方程,采用滑移网格技术,对弹丸在高速旋转状态下的绕流场进行了数值模拟。给出了马格努斯力和力矩系数随攻角的变化规律,所得结果与实验数据符合很好,并从流场结构对马格努斯效应产生的机理进行了分析。结果表明,弹体周向压力和切应力分布的畸变、边界层畸变、大攻角下涡的非对称畸变是马格努斯效应产生的主要原因,且船尾对弹体马格努斯力和力矩的影响很大。

关键词：流体力学滑移网格高速旋转弹丸马格努斯效应数值模拟

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电磁发射高速旋转弹丸马格努斯效应

国防科技大学学报 2022年第6期44卷 14-20页

作者：李开鲁军勇张晓冯军红李湘平杜佩佩海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033

和传统火药发射弹丸相比,电磁发射弹丸具有初速高、射程远等优势,但尾部的电枢臂槽会使弹丸部流场不再轴对称,产生独特的气动力特性。基于三维非定常Navier-Stokers方程,采用滑移网格技术,分析电磁发射弹丸的气动力特性。研究表明,对于... 详细信息

和传统火药发射弹丸相比,电磁发射弹丸具有初速高、射程远等优势,但尾部的电枢臂槽会使弹丸部流场不再轴对称,产生独特的气动力特性。基于三维非定常Navier-Stokers方程,采用滑移网格技术,分析电磁发射弹丸的气动力特性。研究表明,对于高速旋转的电磁发射弹丸,马格努斯效应来源于激波层内流场畸变和电枢臂的迎风面积变化的共同作用;电枢臂迎风面积的周期性变化是导致气动力和力矩周期性变化的原因,马格努斯力矩在滚转角45°和135°时分别达到最小值和最大值;电枢臂槽的存在既加剧了马格努斯效应(135°时增加50%以上),又使得压心周期性前移(绝对前移量达5%),并且随着转速的增加,马格努斯力矩增加和压心前移效果越来越显著,不利于弹丸的动稳定。

关键词：电磁发射旋转弹丸马格努斯效应气动特性压心

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翼身组合弹箭马格努斯效应数值模拟研究

宇航学报 2016年第10期37卷 1185-1192页

作者：石磊刘周杨云军周伟江中国航天空气动力技术研究院北京100074

为研究翼身组合弹箭马格努斯特性及产生机理,采用完全时间相关的非定常N-S方程,对带翼弹箭在高速旋转状态下的绕流场进行数值模拟,得到马格努斯力和力矩系数随攻角变化的规律,所得结果与阿诺德工程发展中心（AEDC）试验及陆军研究实验室... 详细信息

为研究翼身组合弹箭马格努斯特性及产生机理,采用完全时间相关的非定常N-S方程,对带翼弹箭在高速旋转状态下的绕流场进行数值模拟,得到马格努斯力和力矩系数随攻角变化的规律,所得结果与阿诺德工程发展中心（AEDC）试验及陆军研究实验室（ARL）计算结果吻合很好。分析表明压力差是产生马格努斯力的主因,切应力产生的马格努斯力只占压力产生马格努斯力的1%;弹身马格努斯力除α=40°外皆为负,舵马格努斯力始终为正;α=5°～30°每个舵的马格努斯力不是正弦变化规律,但合力呈现正弦变化规律。

关键词：流体力学翼身组合旋转弹箭马格努斯效应数值模拟

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马格努斯效应对旋转弹自动驾驶仪影响的研究

现代防御技术 2011年第6期39卷 100-105页

作者：李衡薛林高庆丰北京电子工程总体研究所北京100854 中国航天科工集团第二研究院北京100854

为了分析马格努斯力矩对单通道旋转弹自动驾驶仪的影响,在准弹体系下建立了旋转弹加速度反馈自动驾驶仪模型。观察了不同马格努斯力矩对自动驾驶仪的影响,并与速率陀螺反馈自动驾驶仪进行了对比。仿真结果表明了该建模分析方法的正确性... 详细信息

为了分析马格努斯力矩对单通道旋转弹自动驾驶仪的影响,在准弹体系下建立了旋转弹加速度反馈自动驾驶仪模型。观察了不同马格努斯力矩对自动驾驶仪的影响,并与速率陀螺反馈自动驾驶仪进行了对比。仿真结果表明了该建模分析方法的正确性,并证明了加速度反馈相对速率反馈能够有效降低马格努斯力矩对旋转导弹的干扰作用。

关键词：旋转弹马格努斯效应自动驾驶仪加速度反馈

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小攻角下船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应影响的数值研究

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兵工学报 2017年第9期38卷 1705-1715页

作者：雷娟棉张嘉炜谭朝明北京理工大学宇航学院北京100081 中国船舶工业系统工程研究院北京100036

为了研究小攻角下船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应的影响,对不同船尾外形的旋转弹丸进行了数值模拟,得到了气动力及力矩随马赫数Ma、船尾角θ_t和船尾长度L_t与弹径D的比值L_t/D的变化。根据气动特性及流场结构,分析了船尾及马赫数对旋... 详细信息

为了研究小攻角下船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应的影响,对不同船尾外形的旋转弹丸进行了数值模拟,得到了气动力及力矩随马赫数Ma、船尾角θ_t和船尾长度L_t与弹径D的比值L_t/D的变化。根据气动特性及流场结构,分析了船尾及马赫数对旋转弹丸马格努斯效应的影响,并研究了旋转弹丸马格努斯效应的产生机理。结果表明:在船尾段,由边界层位移厚度的非对称畸变所产生的沿z轴负方向的力随θ_t和L_t/D的增大而逐渐增大;由周向切应力非对称畸变所产生的沿z轴正方向的力沿x轴逐渐增大,随Ma的增大而逐渐增大,随θ_t和L_t/D的增大而逐渐减小;由沿弹体轴向和周向压力分布的非对称性所产生的沿z轴负方向的力随θ_t和L_t/D的增大而逐渐增大,并且在超声速时随Ma的增大而逐渐减小,在亚跨声速时随Ma的增大而逐渐增大。

关键词：兵器科学与技术马格努斯效应船尾角船尾长度

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马格努斯效应与空竹的下落运动

大学物理 2012年第9期31卷 19-21页

作者：于凤军安阳师范学院物理与电气工程学院河南安阳455000

简单介绍马格努斯效应,研究绕水平轴旋转的空竹的下落运动轨迹,并与赤道附近的自由落体、水平磁场中带电球的下落运动对比.

关键词：马格努斯效应空竹轨迹旋轮线

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旋转尾翼弹马格努斯效应数值模拟

弹道学报 2018年第1期30卷 12-18页

作者：吴放王学德常思江刘士杰南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 西北工业集团有限公司科研二所陕西西安710043

为研究低速旋转尾翼稳定弹箭的马格努斯效应,采用滑移网格技术,在超声速条件下对某低旋尾翼弹开展了气动数值模拟。对弹箭绕弹轴自旋的流场进行非定常计算,获得了该弹箭的气动系数;对马格努斯效应在不同工况下的变化规律进行了理论分析... 详细信息

为研究低速旋转尾翼稳定弹箭的马格努斯效应,采用滑移网格技术,在超声速条件下对某低旋尾翼弹开展了气动数值模拟。对弹箭绕弹轴自旋的流场进行非定常计算,获得了该弹箭的气动系数;对马格努斯效应在不同工况下的变化规律进行了理论分析,讨论了不同因素对马格努斯效应产生的影响。结果表明,相同转速下,旋转尾翼弹的马格努斯效应随攻角增加而增大,且在40°~60°攻角范围内达到峰值;对于相同攻角,马格努斯力和力矩系数在较大转速下呈线性增加趋势。

关键词：尾翼稳定弹马格努斯效应计算流体力学数值模拟

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旋转式战术导弹马格努斯效应的实验研究

气动实验与测量控制 1989年第1期3卷 20-25页

作者：李峰孙镇波北京空气动力研究所

本文介绍了旋转弹在低速风洞中 Magnus 效应的实验研究结果。通过不同组合体的实验,如光弹,“一”字型前翼+强身,弹身+“十”字型尾翼,“一”字型前翼+弹身+“十”字型尾翼,分别研究了旋转对弹纵向气动特性的影响及弹的 Magnus 效应特性。

关键词：空气动力学马格努斯效应旋转导弹

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旋转弹丸/导弹马格努斯效应数值计算研究

旋转弹丸/导弹马格努斯效应数值计算研究

作者：薛帮猛西北工业大学

学位级别：硕士

为了简化控制系统,许多反坦克导弹、空射导弹都采用绕体轴高速旋转的飞行方式来取得稳定性。在导弹飞行过程中,攻角和旋转同时存在时,将发生马格努斯效应,产生马格努斯力、力矩。弹体的马格努斯效应是在旋转和横向流动的作用下发生的,... 详细信息

为了简化控制系统,许多反坦克导弹、空射导弹都采用绕体轴高速旋转的飞行方式来取得稳定性。在导弹飞行过程中,攻角和旋转同时存在时,将发生马格努斯效应,产生马格努斯力、力矩。弹体的马格努斯效应是在旋转和横向流动的作用下发生的,由于附面层的畸变和离心力因素,造成细长体弹身两侧压力分布不对称,从而产生一个额外的侧向力—马格努斯力。尾翼的马格努斯效应是由翼一体干扰、尾翼斜置/斜切和尾翼钝后缘底部压强的变化而引起的。马格努斯力一般不大,约为法向力的1～10%,但由此而产生的马格努斯力矩却可以影响导弹的命中精度甚至破坏航向动稳定性。因此,深入研究马格努斯效应对旋转导弹的气动外形和控制系统设计具有指导意义。本文采用格心格式有限体积法求解N-S方程,对旋转弹丸/导弹的流场进行数值模拟。其中,无粘通量项的离散采用迎风型通量差分分裂格式(FDS),以隐式近似因子化法进行时间推进,通过定常计算模拟了绕旋转弹丸的流场。采用双时间推进及动网格技术进行非定常计算,引入刚体定轴转动定律对转速进行调节,计算了斜置尾翼导弹和斜切尾翼导弹运动规律及气动特性。着重研究了旋转弹丸和旋转导弹的马格努斯效应。弹丸的计算结果与文献实验结果符合良好。

关键词：马格努斯效应 N-S方程通量差分分裂隐式近似因子化非定常刚体定轴转动定律