Page 106 - 《爆炸与冲击》2026年第11期
P. 106
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
14 ms 时刻，弹体尾空泡尚未闭合，试验测得的空泡最大宽度为 246.1 mm，数值模拟得到的空泡最大宽度
为 207.8 mm，空泡总长度约为 1 590 mm。
综上所述，试验和数值模拟结果吻合较好，表明本文所建立的弹体高速入水数值模型计算结果准确
可信，可较好的模拟弹体入水运动空泡演化过程，可支撑后续研究开展。
3 头部锥角对入水空泡演化特性的影响研究
为 探 究 头 型 对 弹 体 入 水 空 泡 及 弹 道 变 化 的 影 响 ， 改 变 空 化 器 头 部 锥 角 依 次 为 60°、 90°、 120°、
150°和 180°平头，模型中部双锥段和尾柱段保持不变。各头型弹体以 110 m/s 速度、0°攻角、90°着角垂
直入水，水中运动位移 5 m。计算得到各弹体从头部触水到尾部完全入水的空泡演化过程如图 17 所示。
以弹体头部触水时刻作为 0 ms 时刻，随着空化器头部锥角的增加，弹体入水初期空泡宽度越大，在
自由液面处形成的喷溅也越高。1 ms 时，各弹体入水后形成初始空泡，随弹体向下运动不断增长扩大；
2 ms 时，60°锥头弹形成的空泡在肩部表面闭合，弹体前半锥段部分沾湿，90°锥头弹形成的空泡在水面附
近闭合，其余弹体在水面上的弹体肩部表面闭合；3 ms 时，60°锥头弹体肩部表面部分沾湿后，在后方表
The tip of the Cavitation
cone is wet
formation
60° conical nose 90° conical nose 120° conical nose 150° conical nose Flat nose
(a) 1 ms
Cavitation
Wetted closure
area
60° conical nose 90° conical nose 120° conical nose 150° conical nose Flat nose
(b) 2 ms
Wetted
area
60° conical nose 90° conical nose 120° conical nose 150° conical nose Flat nose
(c) 3 ms
113401-13
Cavitation
Wetted
Wetted
Cavitation
Wetted
