爆炸成形弹丸（EFP）飞行稳定性研究(11)

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一阶迎风格式在解决结构网格问题时，其计算速度要明显快于二阶迎风格式，并且有良好的稳定性。而对于非结构网格问题，由于流动方向与网格并不一定相一致，因此采用一阶迎风格式则会长生很大的误差，此时应该选用二阶格式。

2.4.4 梯度自适应

梯度自适应函数能允许基于选择场变量的梯度（未分配Laplacian）标记单元或调整网格。

自适应方法网格细化的主要目标是在数值计算中有效地降低数值误差，但是由于在自适应的网格中正确估计和模拟误差的复杂性，点插入自适应方案的直接误差是很困难的。假设最大误差出现在高梯度区域，易于获得的运动流场的物理特征用来推进网格自适应过程。FLUENT采用均布自适应技术是通过一个标尺长度乘以选择计算变量的梯度。这标尺长度是单元体积的平方根（二文）或立方根（三文）。标尺长度的引入就允许计算强和弱的扰流，增加更加准确计算的潜力。然而，在Grid Adaption Controls面板上，通过改变梯度Volume Weigh，就能减少和降低体积权重。例如，在二文中的梯度函数可表示成下面形式：

(2.19)

其中，是误差指针，是单元面积，r是体积梯度权重，是想得到的流场变量的unpided Laplacian。跟全体积权重相应的体积梯度权重的默认值是一致的；0值将消除体积权重；在0与1之间的值是采用合适的体积权重。

梯度自适应函数总可用任何一个流场流量作等值线，这些标量函数包括数值计算的几何和物理特征。因此，对物理特征的传统自适应，比如速度，就可以选择适应网格单元体积场来减少单元体积的快速变化。

3 尾裙式EFP成型数值模拟研究

3.1 引言

为了提高爆炸成形弹丸的作用距离，就要求提高EFP在对目标进行远距离打击过程中的飞行稳定性，创造满足气动性能较好和飞行稳定性能较佳的条件。尾翼式EFP和尾裙式EFP在飞行过程中都具有良好的飞行姿态，因而各个国家的研究人员在这两种结构的EFP研究上已经投入了大量的科研力量。要形成气动力稳定的EFP，其实质就是利用药型罩的边缘部分形成一个向后折叠的尾裙或尾翼结构，使其具有良好的空气动力学性能，在飞行1000倍装药口径后仍能准确命中目标，并且不发生翻转。

在大炸高条件下，EFP的飞行稳定性将直接影响侵彻目标的准度，尾翼型EFP由于具有飞行稳定性、气动阻力小、药型罩质量利用率高等优点，各国已经把相当的力量放在尾翼聚能侵彻体的研究上[51]。目前，国外对形成尾翼的方法主要是采用多点起爆、异形壳体、波形控制器、三文药型罩等手段来实现的[52-54,20]。但是，由于形成尾翼式EFP的方法比较苛刻，比如：多点起爆对起爆点起爆的时差要求很高，不适合进行批量生产；异形壳体和波形控制器对壳体周期性对称及装药结构对称要求很高，加工难度比较大；三文药型罩制造工艺复杂、成本昂贵[55]。

相比之下，尾裙式EFP较容易实现，一般采用单点起爆方式，采用具有较好延展性性能的药型罩材料和合理的结构，这样即可获得尾裙式EFP。早在1980年就有许多研究人员提出了尾裙式EFP[14]；Ernest C.Faccini[56]等人实验研究了药型罩加工工艺对尾裙式EFP成型形状的影响，并获得了消除尾裙式EFP紧缩断裂和大角度尾裙的热处理工艺；F.Rondot[57]仿真与试验研究了尾裙式EFP的侵彻过程，而这些试验较好的验证了仿真的结果。但是对于形成尾裙式EFP的成型装药结构的设计方法和药型罩结构参数的匹配关系等方面很少见到相关报道。