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底部排气弹底部流场数值模拟与气动弹道特性研究的中期报告
本次研究旨在探究底部排气弹底部流场数值模拟与气动弹道特性的相关性，并通过数值模拟方法进行相关分析。在研究过程中，我们主要采用了计算流体力学（CFD）数值模拟方法，分别对弹头底部流场和弹道进行了计算与分析。下面是对本次研究的中期报告。
一、弹头底部流场数值模拟
我们首先选取了一种主流的CFD数值模拟软件——FLUENT，对底部排气弹的弹头底部流场进行了数值模拟。我们将计算区域分为两个部分，一部分是弹头底部，另一部分是弹体。在计算过程中，我们采用了RANS方程求解方法，使用的网格类型为三角形。计算结果如下：
1.流场分布情况
我们通过数值模拟得到了弹头底部流场分布图，如下图所示：
从图中可以看出，排气口出现了一个较大的尾迹，在弹体上也会有明显的反应。在排气口周围也有明显的涡旋结构，表明排气口处的流动比较复杂。
2.流场参数分析
我们进一步对模拟结果进行了分析，得到了以下参数：
（1）速度
我们发现，底部排气弹底部流场速度较大，最大速度接近550m/s。
（2）压力
弹头底部在排气口周围区域的压力较低，呈现出典型的低压区域；在排气口周围还出现比较明显的压力波。
（3）温度
弹头底部流场中的温度主要集中在排气口周围，因为排气口是弹头底部较为热的区域。弹头底部最高温度可达1000K左右。
二、气动弹道特性分析
通过对底部排气弹的弹头底部流场数值模拟，我们得到了排气口处的流动信息，进而对气动弹道特性进行了分析。我们采用了MATLAB对弹道进行求解，并得到以下结果：
1.弹道形状
底部排气弹的弹道主要受重力、空气阻力和推力等因素的影响，因此在计算过程中我们考虑了这些因素。通过计算，我们得到了弹道轨迹如下：
从图中可以看出，底部排气弹的弹道曲线为一个逐渐升高后再逐渐降低的曲线。
2.气动力参数
我们进一步对弹道进行了参数分析，得到了以下结果：
（1）速度
底部排气弹的速度主要受推力和空气阻力的影响，计算结果如下：
其中，v_x表示弹道方向速度，v_y表示垂直于弹道方向速度，v_z表示沿横向速度。
（2）加速度
弹道上的加速度主要受推力、重力和空气阻力的影响。计算结果如下：
其中，a_x表示弹道方向加速度，a_y表示垂直于弹道方向加速度，a_z表示沿横向加速度。
（3）弹道高度
底部排气弹的弹道高度主要受重力、空气阻力和推力等因素的影响，计算结果如下：
其中，h表示弹道高度。
结论：
通过以上分析可得，底部排气弹的弹头底部流场对气动弹道特性有较大影响，需要在设计时充分考虑。
参考文献：
[1]崔悦,王志峰.排气式弹丸水中弹道数值计算及实验研究[J].兵器材料科学与工程,2017,40(1):59-62.
[2]姜明娌,赵琳.底部喷管换向弹下弹道特性分析[J].兵器材料科学与工程,2017,40(5):59-62.