近年來由於科技進步神速，計算機之計算能力大為提高，計算流體力學(
Computational Fluid Dynamics)已能準確的預測大部份流場的變化，並
能彌補實驗所無法取得細微的流體現象，進一步達成節省大量的人力與財
力。本文是以簡化的那維爾-史托克斯(Reduced Navier-Stokes)方程組使
用震波疏移法(shock-fitting method)對於軸對稱、層流及紊流超音速流
場中存在著強烈的黏滯性－無黏滯性交互作用的流場計算分析，所採用的
紊流模式包括 Cebeci-Smith 紊流模式及 Baldwin-Lomax 紊流模式二種
。流體在砲彈尾端的變化長久以來一直是國防上研究的重點之一，因尾端
的流體(base flow)很難由實驗預測，而且由此產生之阻力在整個砲彈阻
力上是很重要的一部份。流體在此處之所以複雜乃因尾端的流體現象有震
波(shock)、膨脹波(expansion wave)、迴流區(recirculation)、以及剪
力層(free shear layer)存在所致。由於尾端附近的迴流區很大，因而造
成阻力的增加。本文首先將以圓錐 (cone) 及圓錐 - 圓柱 - 彈尾(cone-
cylinder - boattail) 的幾何形狀來驗證簡化的那維爾-史托克斯方程組
對於超音速及高超音速流場的適用性，接下來再進一步計算流體在砲彈尾
端的變化，最後使用可調適性網格點(adaptive grid)來改善流場之解析
度及數值解收斂的速度，所得之數值有令人滿意的結果。
|