文档介绍：.. 火力与指挥控制第卷第期
, 年月
文章编号:———
流型的脉冲防暴水炮发射管内气液两相流流型
战仁军,敖云辉,刘磊
武警工程学院,西安
摘要:搭建了脉冲防暴水炮气液两相流动力研究的模化实验平台,对水炮发射管进行可视化研究的改装,通过高速摄
影机来拍摄发射管内气液两相流气液界面运动的行为。简化了水炮的三维物理模型,应用软件自带的大涡数值
模拟模型对发射管内气液两相流进行流场仿真,得到了流型的演变过程。数值模拟结果显示脉冲防暴水炮发射管内气
液两相动力过程的流型演变规律为:开始阶段为冲击流,但持续时间极为短暂;然后演变为环状流,持续时间较长;最后为气
液掺混阶段的雾状流。数值模拟结果与实验结果吻合良好。
关键词:脉冲防暴水炮,流型,流场仿真,模型
中图分类号: 文献标识码:

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管内的高压压缩空气快速喷出,冲击发射管内的水
言
流,从而实现水与空气的混合发生初次雾化;喷出炮
如图所示,脉冲防暴水炮发射系统主要由炮管内的水柱在大气中破碎、雾化和扩散,形成和产生
管、供气装置、供水装置和喷嘴等组成,而炮管又包具有刺激性的雾幕,以达到驱散骚乱人群的目的Ⅲ。
括推力管、电磁阀和发射管。发射前,高压压缩空气
由高压气瓶进入水炮的推力管作为发射的动力,水
箱内的水通过水泵注入水炮的发射管内,直至注满
为止。发射时,电磁阀的超快排气阀快速开启,推力
收稿日期:——修回日期:——
图脉冲防暴水炮结构示意图
基金项目:国家自然科学基金资助项目
脉冲防暴水炮技术性能的衡量指标主要包括颗
作者简介:战仁军一,男,山东烟台人,博士,教授,
粒雾化效果和最大射程,主要受到水炮物理参数和
博士生导师,研究方向:军事装备学和非致命武
结构参数的影响。发射管作为气液两相的混合发展
器。
· · 总第—火力与指挥控制年第期
区,研究其内部气液界面运动规律与气液两相动力气液两相界面运动规律
特性,对于脉冲防暴水炮技术性能的提高具有重要的可视化观测,对水炮发
意义。流型,即两相流动介质的分布情况,对流动参射管进行改装,用透明的
数的准确测量以及流动系统的运行特性有很大的影有机玻璃管替代钢制发
响,只有基于流型的多相流研究才能达到足够的精射管,作为测试用管。由
度。目前,作为两相流研究的重要课题,国内外学于改装后发射管结构参
者针对流型做了大量研究,许多的流型图和数几乎没有变化,因此不
流型判别方法被提到议事日程。此外,近年来随会对原来的气液两相动
着计算机技术的快速发展,通过数值模拟手段来追力过程造成影响。
踪气液界面运动规律以及流型的转换机制,已经成试验中,有机玻璃管
为一种非常有效的研究手段。内径为,高速摄影
雾状流
本文运用实验研究和数值模拟两种方法,对脉机分辨率为×,帧
图气液两相流动图像
冲防暴水炮发射管气液两相流流型进行研究。实验频为/。在图像拍
研究方面,搭建了脉冲防暴水炮的模化实验平台,通摄过程中,由于液体和气泡均是透明的,为获得满意
过高速摄影机来拍