Page 104 - 《爆炸与冲击》2026年第11期

第 46 卷 李 腾，等： 头部锥角对弹体高速入水流场变化特性的影响 第 11 期

3 000 3 000

2 500 2 500
Cavitation length/mm 1 500 Displacement/mm 1 500
2 000
2 000

1 000
1 000
Tail cavitation
500
0 Water impact moment of nose section 500 0 collapse moment
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25
Time/ms Time/ms
图 10 空泡尺度变化特性
Fig. 10 Characteristic of cavitation size variation

面闭合，和试验结果相符，48 ms 后，弹体运动水
0
深达到 5 m，整个运动过程中弹体始终处于被空
泡全包裹的状态，弹体表面未出现沾湿，弹道竖 −500 3.2 ms
6 ms
直向下保持稳定，尾空泡呈对称发展演化。 13 ms
16 ms
图 13 所示为弹体入水后运动位移变化过程试 −1 000 20 ms
26 ms
验和数值模拟结果对比。由图 13 可知入水 27 ms Length/mm −1 500
后，数值计算得到的弹体位移为 2.92 m，与试验
结果得到的 2.84 m 接近，相对误差仅为 2.8%。 −2 000
图 14 所示为弹体入水后运动速度变化过程
−2 500
的试验和数值模拟结果对比。由图 14 可知，运
动至约 27 ms 时，试验得到的弹体速度降低至 −600 −400 −200 0 200 400 600
1 0 3 . 9 m / s ， 数 值 计 算 得 到 的 弹 体 速 度 降 低 至 Width/mm
104.7 m/s，试验中弹体速度衰减略快，与数值计 图 11 不同时刻空泡轮廓
算结果的相对误差为 0.77%。弹体入水速度变 Fig. 11 The contours of the cavitation at different times
化过程的数值结果和试验结果基本一致。

Volume fraction

of water
1.0
0.8

0.6

0.4

0.2

0
0 ms 8 ms 16 ms 24 ms 32 ms 40 ms 48 ms
图 12 弹体入水运动流场变化
Fig. 12 Flow field changes during the water entry motion of the projectile

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