基于ALE方法的斜截头弹体高速垂直入水冲击特性研究

摘要

传统对称型头部弹体在高速入水过程中与水体接触面积有限，导致速度衰减缓慢，存在浅水域撞击水底的风险。而非对称型头部能更有效地满足减速需求，同时引导弹体实现弹道弯曲并快速进入水平航行状态。该文采用任意拉格朗日-欧拉方法对斜截头弹体高速垂直入水冲击特性展开研究。通过计算网格收敛性分析和算法可靠性验证，确认了计算模型和方法的合理性与准确性。进一步分析了不同入水速度和切角对斜截头弹体高速入水冲击特性的影响规律。研究结果表明：斜截头弹体垂直入水时会朝切面一侧持续偏转。由于弹体结构的突变，实体与薄壁结构的连接处会产生应力积累与集中现象，进而引发弹性形变；在不同初始入水速度下，弹体偏转弹道基本相同；随着切角的增大，弹体入水偏转速率也会增大，在弹体尾部砰击水体前，切角越大，弹体入水冲击载荷越小，而当弹体尾部砰击水体后，随着切角的增大弹体入水冲击载荷反而会增大。

关键词

水中弹道 / 斜截头弹体 / 入水冲击 / 流固耦合