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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利一种超空泡射弹高速倾斜出水的三维数值仿真方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119808485B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411915736.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种超空泡射弹高速倾斜出水的三维数值仿真方法及系统是由郭则庆;方轲设计研发完成，并于2024-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种超空泡射弹高速倾斜出水的三维数值仿真方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种超空泡射弹高速倾斜出水的三维数值仿真方法及系统，包括：建立射弹和流场计算域的三维几何模型，输出弹体属性参数；预估弹体运动区域大小，对弹体和流场计算域进行网格划分，并导入流体求解软件，建立重叠计算域，设置射弹属性参数和流体求解器边界条件；考虑水的可压缩性对高速射弹的影响，采用用户自定义函数，建立可压缩液体在等温条件下密度与压力之间的非线性关系；定义射弹初始运动参数，进行数值求解，获得高速倾斜射弹出水过程空泡演化、流场分布、受力与运动特性。本发明可以模拟射弹在不同工况下的高速倾斜出水过程，能有效减低成本，为潜射试验提供技术基础。

本发明授权一种超空泡射弹高速倾斜出水的三维数值仿真方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种超空泡射弹高速倾斜出水的三维数值仿真方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：建立射弹和流场计算域的三维几何模型，确定射弹属性参数； 步骤2：预估弹体运动区域大小，对弹体和流场计算域的三维几何模型进行网格划分，基于划分好的网格，建立流场计算域与弹体周围重叠计算域，划分流场计算域为水域与空气域，建立水-气交界面，并设置射弹属性参数和流体求解器边界条件； 步骤3：综合所划分的流场计算域和射弹属性参数，考虑水的可压缩性对高速射弹的影响，建立可压缩液体在等温条件下密度与压力之间的非线性关系； 步骤4：定义射弹初始运动参数，基于所建立的可压缩液体在等温条件下密度与压力之间的非线性关系，进行数值求解，获得射弹出水过程空泡演化特性、流场分布特性、受力特性与运动特性； 进行数值求解具体包括：采用6DOF刚体运动模型求解射弹在流场的运动，采用VolumeofFluid模型对跨介质流场中的水、空气、水蒸气三相构成的多相流系统进行求解，采用ShearStressTransportk-omega湍流模型对雷诺平均方程提供湍流封闭，采用Schnerr-Sauer空化模型把汽水介质视为混合物，利用气液质量传输率计算水蒸气体积分数； 采用VolumeofFluid模型对跨介质流场中的水、空气、水蒸气三相构成的多相流系统进行求解具体包括：过求解混合物的连续性方程和动量方程，获取混合物介质在流场中的密度，体积分数以及压力的变化，所述连续性方程和动量方程分别为: 式中,ρ为混合相密度；t为时间；P表示流场压力；μ为混合相动力粘度；u、u为笛卡尔坐标系中的速度分量；ur为流体在张量r方向的速度；δij为Kronecker符号；S表示源相； 采用ShearStressTransportk-omega湍流模型对雷诺平均方程提供湍流封闭，具体包括： 建立湍动能k和比耗散率ω的输运方程： 式中，σk、σω是湍动能ω、比耗散率ω的湍流普朗特数；Gk、Gω分别为湍动能、比耗散率产生项；Sk与Sω为自定义项；Yk、Yω分别为湍动能、比耗散率的发散相；Dω为正交发散项； 定义涡黏性系数μt为： 式中：a*为低雷诺数修正系数，a1为经验系数，S为平均应变率张量，F为混合函数； 气液质量传输方程为： 其中， 式中：Re为蒸发率；Rc为冷凝率，RB为气泡的半径，n为单位体积内的空泡数量，取值为1×1011。

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