Performance Analysis of Grid Topologies and RANS Turbulence Models in Predicting Aerodynamic Drag Coefficient at Zero-yaw for an Artillery Projectile

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 129

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-18-3_004

تاریخ نمایه سازی: 6 بهمن 1403

چکیده مقاله:

The present paper evaluates the performance of grid topologies and RANS turbulence models in predicting the aerodynamic drag coefficient of a ۱۵۵mm artillery projectile by conducting steady-state computational research. The research is performed for Mach numbers from ۰.۵ to ۳.۰, assuming axisymmetric flow. Four distinct combinations of grid topology and turbulence model are investigated, where the O- and C-grid topologies are each paired with both the realizable k-ε and the SST k-ω models. Compared to the experimental data across the Mach number range, the combination of O-grid with k-ε model showed the smallest mean deviation of ۱.۶۴%, while the combination of O-grid with k-ω exhibited the largest mean deviation of ۵.۵۴%. In terms of drag component results, both turbulence models and grid topologies performed equally in predicting pressure and friction drag, with differences less than ۶% in all Mach number cases. However, significant discrepancies were obtained in base drag prediction, especially between the two turbulence models, with differences reaching around ۶۰% in the transonic regime. This was identified as the main contributor to the discrepancies in aerodynamic drag coefficient results among the four combinations. Furthermore, the findings indicate that the turbulence model selection impacts the zero-yaw drag prediction more than the grid topology, especially in the transonic and low supersonic cases.

نویسندگان

A. Ferfouri

University of Defence – Military Academy, Belgrade, ۱۱۰۴۲, Serbia

D. D. Jerković

University of Defence – Military Academy, Belgrade, ۱۱۰۴۲, Serbia

N. Hristov

University of Defence – Military Academy, Belgrade, ۱۱۰۴۲, Serbia

A. V. Kari

Military Technical Institute, Belgrade, ۱۱۰۳۰, Serbia

T. Allouche

University of Defence – Military Academy, Belgrade, ۱۱۰۴۲, Serbia

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Abou-Elela, H., Ibrahim, A., Mahmoud, O., & Abdel-Hamid, O. (۲۰۱۳, ...
  • Aziz, M., Ibrahim, A., Riad, A., & Ahmed, Y. (۲۰۲۲). ...
  • Belaidouni, H., Živković, S., & Samardžić, M. (۲۰۱۶). Numerical simulations ...
  • Carlucci, D., & Jacobson, S. (۲۰۰۸). Ballistics: theory and design ...
  • Chang, S., & Li, D. (۲۰۲۳). Aerodynamic coefficients of a ...
  • Courant, R., Friedrichs, K., & Lewy, H. (۱۹۶۷). On the ...
  • Dali, M., & Jaramaz, S. (۲۰۱۹). Optimization of artillery projectiles ...
  • Decrocq, C., Martinez, B., Albisser, M., Dobre, S., Gnemmi, P., ...
  • DeSpirito, J. (۲۰۰۸, ۱۸ - ۲۱ August). Effects of base ...
  • DeSpirito, J. (۲۰۱۷, ۵-۹ June). CFD aerodynamic characterization of ۱۵۵-mm ...
  • DeSpirito, J., & Heavey, K. (۲۰۰۴, ۱۶-۱۹ August). CFD Computation ...
  • Elawwad, E., Ibrahim, A., Elshabkaa, A., & Riad, A. (۲۰۲۰). ...
  • Ferfouri, A., Allouche, T., Jerković, D., Hristov, N., Vučković, M., ...
  • Guilmineau, E., Visonneau, M., & Rubino, G. (۲۰۲۰, ۲۵-۲۸ February). ...
  • Hao, B., Jiang, Q., Xu, C., & Liu, L. (۲۰۲۴). ...
  • Ibrahim, A., & Filippone, A. (۲۰۰۷a). Effect of streamwise slots ...
  • Ibrahim, A., & Filippone, A. (۲۰۰۷b). Effect of porosity strength ...
  • ICAO. (۱۹۹۳). Manual of the ICAO standard atmosphere extended to ...
  • Jiajan, W., Chue, R. S., Nguyen, T., & Yu, S. ...
  • Jiajan, W., Chue, R., Nguyen, T., & Yu, S. (۲۰۱۵a). ...
  • Jiajan, W., Chue, R., Nguyen, T., Pey, Y., & Yu, ...
  • Ko, A., Chang, K., Sheen, D., Lee, C., Park, Y., ...
  • Li, T., Qin, D., & Zhang, J. (۲۰۱۹). Effect of ...
  • Lutton, M. J. (۱۹۸۹). Comparison of C-and O-grid generation methods ...
  • Ma, J., Chen, Z., Xue, D., Sun, X., & Liu, ...
  • Ma, J., Chen, Z.-h., Huang, Z.-g., Gao, J.-g., & Zhao, ...
  • McCoy, R. L. (۱۹۹۸). Modern exterior ballistics. ۳۲۸p. Schiffir Publishing ...
  • Menter, F. (۱۹۹۴). Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for engineering applications. ...
  • Mulvany, N., Chen, L., Tu, J., & Anderson, B. (۲۰۰۴). ...
  • Nicolás-Pérez, F., Velasco, F., García-Cascales, J., Otón-Martínez, R., López-Belchí, A., ...
  • Onn, S., Su, A., Wei, C., & Sun, C. (۲۰۰۱). ...
  • Paul, S., Vinoth Raj, A., & Senthil Kumar, C. (۲۰۲۳). ...
  • Qiu, N., Li, M., Wu, J., Zhu, H., & Xu ...
  • Qu, S., Liu, S., & Ong, M. (۲۰۲۱). An evaluation ...
  • Regodić, D., Jevremovic, A., & Jerković, D. (۲۰۱۳). The prediction ...
  • Roe, P. (۱۹۸۶). Characteristic-Based Schemes for the Euler Equations. Annual ...
  • Roy, A. (۲۰۱۲). A first course on aerodynamics. ۹۵p. Ventus ...
  • Sahoo, S., & Laha, M. (۲۰۱۴). Coefficient of drag and ...
  • Shih, T. H., Liou, W., Shabbir, A., Yang, Z., & ...
  • Silton, S. (۲۰۰۵). Navier–Stokes computations for a spinning projectile from ...
  • Silton, S. (۲۰۱۱, ۲۷ - ۳۰ June). Navier-Stokes predictions of ...
  • Thomas, B., & Agarwal, R. (۲۰۱۹). Evaluation of various rans ...
  • Wang, M., & Zhuo, C. (۲۰۲۱). Numerical research on effect ...
  • Wessam, M., & Chen, Z. (۲۰۱۵, January). Flow field investigations ...
  • Wu, C., Wang, Y., & Yang, X. (۲۰۱۴). Evaluation of ...
  • نمایش کامل مراجع