Page 173 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

第 46 卷 陈安然，等： 高速破片撞击燃油箱导致的燃油喷溅特性 第 6 期

V s0
v div0 = C a C air v mov0 (9)
V ori
式中：V 为液团初始体积，为假定参量，用于表征不同溃灭压力下喷出侵彻孔液团的初始体积；V 为侵
i
0
s or
彻孔体积；C 为雾化阻力系数，表征液团雾化过程中受到的空气阻力；C 为空气阻力系数，表征液团在
r
a
ai
运动过程中受到的空气阻力，可根据 Crowe 等 [22] 的经验公式进行计算，其取值范围为 0.38～0.42。
v mov0 S ori ∆t
V s0 = (10)
N v
式中：S 为侵彻孔的横截面积；∆t 为液体流经侵彻孔的时间，可依据试验进行设定；N 为初始体积的修
v
i
or
正系数：
N v ≈ 2g(v s ∆tS ori ) (11)
式中：函数 g(x) 为自变量的数量级，表征喷溅液体的出流量大小。
雾化阻力系数 C 与空气阻力系数 C 分别为：
r
a
ai
V s0 2
C a = e −0.1 V ori C air (12)
√ M h(M) Re k
( ) 3.07 γq(Re k ) M
C air = 2+ C air,0 −2 e Re k + √ e − 2 (13)
γM
式中：γ 为空气的绝热指数，γ = 1.40；q(Re ) 和 h(M) 由下式计算：
k
1+Re k (12.278+0.548Re k )
q(Re k ) = (14)
1+11.278Re k

5.6 T k
h(M) = +1.7 (15)
1+ M T g
式中：M 为喷溅液体质量，T 和 k T 为与温度相关的系数。式 (13) 第 3 项接近于零，可忽略不计。
g
C 0 为标准阻力系数：
air,

24 ( )
 0.687 3
1.0+0.15Re k Re k ≤10
C air,0 = Re k (16)
 3
0.40 ∼ 0.46 Re k ＞10
Re 为雷诺数，由气液相对速度、液体密度、特征尺寸和动力黏度决定：
k

2r k v g −v mov0 ρ l
Re k = (17)
µ
式中：μ 为动力黏度，μ = 17.9 MPa·s；r 为特征尺寸，其值取液体喷溅头部的横截面积；v 为气体速度。
g
k
2.1.3 燃油喷溅速度
燃油喷溅的初始速度为液团初始运动速度与液团发散速度之和，由于液团整体垂直于燃油箱面板
向外运动，且在运动过程中向四周发散，喷溅燃油的初始速度为：
v s0 (θ) = v div0 +v mov0 cosθ (18)
式中：θ 为喷溅速度方向与弹道线的夹角。
当喷溅燃油离开侵彻孔后，其运动分为 2 个过程。
（1）当后一股燃油尚未喷出时，液团在发散过程中做减速运动，
v s0
v s = (19)
1+v s0 β s t
式中：β 为喷溅液体运动过程中的阻力系数，
s
V s0 SC a
β s = (20)
2M

061432-11