TOP NAMLU AĞIZ BASKISI TASARIMININ HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ 1
Namlu Ağız Baskısı Amaç _ Namlu geri tepme kuvvetini azaltmak _ Top etrafında yüksek basınç oluşturmamak Namlu Ağız Baskısı Mermi Geri Tepme Kuvveti Namlu Ağız Baskı Kuvveti Farklı namlu ağız baskı tasarımları 2
Çözücü Ayarları Ortak Ayarlar _ Fluent _ 2-Boyutlu _ Aksisimetrik _ Sıkıştırılabilir akış (yoğunluk temelli) _ Viskoz olmayan akış _ İdeal gaz _ Örtük (Implicit) _ Courant katsayısı: 0.1 1 Başlangıç koşulu Basınç = 100 MPa Sıcaklık = 2500 K Kabuller _ Patlama sonrası gazlar yok _ Mermi-namlu arasında sürtünme yok Hareketli Hesaplama Ağı _ Ağ oluşturma: tabakalama (layering) _ User Defined Functions (UDF) 3
Geometrik Model _ İki farklı geometri; Dip Mermi Namlu Namlu Ağız Baskısı 4
Hesaplama Ağları Mermisiz (Sabit) Hesaplama Ağı Namlu Ağız Baskısı Mermili (Hareketli) Hesaplama Ağı Mermi Namlu Ağız Baskısı 5
Sınır Koşullar _ Mermisiz (sabit) hesaplama ağı sınır koşulları Atmosfer Basıncı Hava Atmosfer Basıncı Yüksek basınç Yüksek sıcaklıkta hava Aksisimetrik Namlu Ağız Baskılı Arayüz _ Mermili (hareketli) hesaplama ağı sınır koşulları Namlu Ağız Baskısız Duvar Hareketli Mermi 6
Çözümler, Hız Konturları NAMLU AĞIZ BASKISIZ NAMLU AĞIZ BASKILI t = 0.12 ms t = 0.12 ms t = 0.25 ms t = 0.25 ms t = 0.5 ms t = 0.5 ms 7
Kuvvet (N) Kuvvet (N) Çözümler, Kuvvet Zaman Grafikleri NAMLU AĞIZ BASKISIZ Zaman (s) NAMLU AĞIZ BASKILI Zaman (s) 8
Kuvvet (N) Kuvvet (N) Çözümler, Mermili (Hareketli) Hesaplama Ağı NAMLU AĞIZ BASKILI MERMİSİZ (SABİT) HESAPLAMA AĞI NAMLU AĞIZ BASKILI MERMİLİ (HAREKETLİ) HESAPLAMA AĞI Zaman (s) Zaman (s) 9
Basınç (Pa) Basınç (Pa) Çözümler, Namlu Etrafında Basınç Dağılımı NAMLU AĞIZ BASKILI 1 7 2 Zaman (s) Basınç Ölçüm Noktaları 1 NAMLU AĞIZ BASKISIZ 2 3 Zaman (s) 10
Çözümler, Dinamik Hesaplama Ağı NAMLU AĞIZ BASKISIZ NAMLU AĞIZ BASKILI 11
Sonraki Aşamada Yapılacaklar _ 3-B model analizleri _ Farklı namlu ağız baskısı tasarımları _ Top çevresinde gürültü seviyeleri _ Patlama sonrası gazlar _ Sonuçların validasyonu 12
Sonuçlar _ Hexagon Studio Ar-Ge Merkezi nde, namlu ağız baskısı tasarım çalışmalarında HAD yöntemleri kullanımı ile sanal ortamda geliştirmeler yapılabilmektedir. _ Yapılan analiz çalışmalarında; Şok dalgalarının etkisinin en doğru şekilde görülebilmesi için dinamik hesaplama ağı metodolojisi kullanılmıştır. Geri tepme kuvveti hesapmalarında, mermili (hareketli) ve mermisiz (sabit) hesaplama ağı kullanımı arasında ciddi farklar görülmemiş, bu sayede sabit hesaplama ağı metodu devamı kararı ile maliyet ve zaman kazanımı sağlanmıştır. _ Hexagon Studio olarak farklı namlu ağız baskı tasarımlarına sahip modellemeler ile 3B analiz çalışmalarına devam edilecektir. 13
Referanslar 1. Numerical Investigation Of Near-muzzle Blast Levels For Perforated Muzzle Brake Using High Performance Computing, Ilya Semenov, Pavel Utkin.., 2013. 2. Numerical Prediction Of Large Caliber Cannon Impulse, Bob Carson, 2010. 3. CFD Application To Gun Muzzle Blast- A Validation Case Study, D. Cler, N. Chevaugeon, 2003. 4. Решение Задачи По Определению Эффективности Многокамерного Дульного Тормоза, В.В. Садовский, М. В. Жарков.. 5. Modeling And Simulation Advances In Large Caliber Muzzle Brake Development, D. L. Cler, R. A. Carson..., 2009. 6. Effect Of Vent Opening Area And Arrangement On Gas Flow Field As Gas Propelled Cylinder Exits A Flow Tube, L. A. Florio, 2010. 7. Numerical Simulation Of Blast Flow Fields Induced By A High-speed Projectile, Xiaohai Jiang, Z. Chen, B. Fan, 2008. 8. Analysis And Attenuation Of Impulsive Sound Pressure İn Large Caliber Weapon During Muzzle Blast, H. Rehman, S. H. Hwang..., 2011. 9. Blast Overpressure Measurement For CFD Model Validation In The Development Of Large Caliber Gun Systems, P. L. Silver, 2006. 10. Численное Моделирование Процесса Срабатывания Дульного Тормоза Артиллерийского Орудия, Д. Ф.-М. Н., Проф. Каф. ВМ ФПММ Егоров М. Ю., 2013. 11. Numerical Optimization Utilizing Fluid, Thermal And Structural Modeling Of The 155 Mm Nlos-c Muzzle Brake, R. Carson, J. Greer.., 2008 14