1 研究現狀及存在問題

火箭武器由于具有火力密度大，發射方式多等優點，已成為軍隊現代化建設不可或缺的火力裝備。然而，火箭發射時向后噴出的燃氣射流，會對發射裝置產生較大的沖擊載荷，從而引起發射裝置振動并造成火箭的起始擾動，進而影響到火箭的發射密集度。研究火箭發射時的燃氣沖擊效應，可以為發射系統的性能設計和參數優化提供依據。

燃氣射流實驗一般需要在專門的沖擊效應防爆測試間進行，通過安全窗對燃氣射流源的工作狀況和燃氣流場進行觀察與光學照相。防爆測試間可以布置多種實驗研究系列，這些實驗研究系列一般是圍繞火箭燃氣射流自由流場研究、火箭導彈在離開定向器后對發射裝置的沖擊效應研究、機載火箭導彈機彈相容性研究、燃氣流場的導流與防護等開展。

然而，目前針對燃氣射流的測量多為接觸式布點測量，所布測點有限，并不能很好的揭示燃氣流場的規律。為了測出完整的燃氣流場，往往需要進行多次試驗，但這樣確引入了新的問題，即由于裝藥量的偏差或者發動機的更換，實際每次的燃氣流場也并不完全相同，實驗得到的數據與實際的流場也有一定的偏差。且多次實驗會在增加用藥量的同時，耗費大量的時間以及人力、物力和財力。

此外，在對燃氣射流的沖擊效應進行測試時，并沒能直接測得燃氣流場的沖擊載荷。而是通過在迎氣面特定部位布置壓力傳感器，測試燃氣射流皮托管壓力的時間歷程，再利用燃氣流理論進行沖擊載荷計算。這樣得到的數據極不準確，與實際的數值之間有較大的差距，若再利用這些數據對火箭導彈的發射架、導流器以及機身蒙皮等進行結構設計和優化也難免有些不盡人意。

2 必要性分析

ANSYS FLUENT軟件一般對足夠不同的設計方案給出正確的排序。比之燃氣射流實驗，ANSYS FLUENT軟件分析的長處是采用FLUENT軟件計算得到了燃氣射流對被測模型的載荷變化情況，通過與傳統試驗的壓強對比可以看出FLUENT軟件的計算結果有一定的參考價值，可以為測量平臺的結構設計、一維拉壓力傳感器的選擇提供理論基礎。

ANSYS FLUENT軟件具有豐富的湍流模型，能夠較精確捕捉機身壁面的詳細壓力分布，捕捉如旋流等細微流動，通過軟件的數據二次處理，能夠精確得到機身向前的推力，同時通過軟件后處理功能可以得到使用者所需的任何流動特性，方便研究人員對所得到的流場數據進行分析處理。通過仿真可以指導試驗，減少試驗的工作量，節省人力、物力和財力，而且大大減少了項目研發工期，提高研發成果及效率。

ANSYS FLUENT軟件在國內的火箭燃氣流沖擊領域應用非常廣泛，在國內也獲得了業界公認。因為FLUENT軟件的易用性以及計算結果的穩健性，是國內企業CFD軟件的首選。

來源： ANSYS學習與應用