题目：滚转运动对旋成体绕流的影响特性

常规单兵武器采用绕弹体轴线滚转的方式来维持弹体的稳定性。绕弹体轴线滚转不仅可以增强弹体稳定，同时还可以增加弹体的穿甲能力。由于小口径弹体的转动惯量小，所以弹体在飞行过程中更易受到外界因素的干扰而产生攻角。当攻角和滚转同时存在时弹体流场将发生畸变，产生著名的马格努斯效应。在武器射击试验中弹体会受到马格努斯效应等因素的作用而产生偏流，偏流值对提高弹道计算精确有重要的意义。由于马格努斯效应又是右旋弹偏离原有射向向右的关键因素，所以为分析弹体偏流产生的原因，本文将主要围绕滚转对流场的影响特性开展分析。

小口径弹体的滚转速度和飞行速度都较高，这使得风洞试验模拟难以实现，弹体流场主要依靠数值计算的方法获取。为在数值计算过程中实现弹体滚转运动，需假设弹体表面上存在相对弹体轴线滚转的切向速度。计算过程中使用Fluent软件求解弹体流场，无粘通量的离散格式是Roe迎风型差分格式。同时为减少流场的计算量，将非定常流场简化为定常流场进行计算，适用性也得到文献确认。

为研究滚转对流场的影响特性，首先需对攻角和滚转速度两种因素的影响展开研究，确定马格努斯效应随着攻角和转速的增加而增强。同时根据侧向力系数分布曲线确定尾锥部是马格努斯力矩的主控部位。而流速对流场影响不规则性较大，需要分别对亚音速、跨音速、超音速流场展开研究。特别是处于跨音速时弹体截面侧向力系数会产生不规则波动，甚至出现逆马格努斯效应。产生该现象的主要原因是弹体两侧膨胀波不对称分布。而当膛线沟槽出现时，弹体马格努斯力矩又会减小。这是因为膛线沟槽会产生局部涡量，这些涡量不但降低流场的畸变，减小该处的侧向力系数，还会传递到弹尾减弱尾锥部的侧向力系数。分析尾锥部侧向力系数时，发现滚转作用还会决定弹体底部流场特性。在一定攻角下滚转弹体底部压力呈现出非对称分布，表现为逆风侧压力小，顺风侧压力大。根据不同弹底形状简介发现亚音速流场中弹底压力分布会影响到尾锥部侧向力系数。为加深对弹底流场的认识，后续又通过改变大气压力，增加底排装置，设定地面效应等研究滚转弹体底部流场的变化规律。由于飞行过程中弹轴处于锥动，根据流场数据证实该运动对弹体马格努斯效应影响较大，需要在弹道计算中给予考虑。