Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
8
1
gregorian
2017
11
1
17
9
online
1
fulltext
fa
بررسی مسیر حرکت یک پرتابه کروی گذرصوتی تحت مکانیزم هوپ-آپ به کمک شبیه سازی جریان ناپایای سه بعدی آشفته
Trajectory Investigation of a Transonic Spherical Projectile under Hop-Up Mechanism Using Simulation of Turbulent Three-Dimensional Non-Stationary Flow
بهبود دقت هدفزنی با ساچمههای تفنگ بادی اهمیت زیادی در مسابقات تیراندازی داشته و همواره مورد توجه علاقهمندان میباشد. در این مقاله، عملکرد یک پرتابه کروی گذرصوتی بهعنوان یک ساچمه تفنگ بادی با کالیبر 4.5 میلیمتر تحت مکانیزم هوپ-آپ، به روش عددی بررسی گردیده که حرکت پرتابه را بهصورت 4 درجه آزادی، شامل سه حرکت انتقالی و یک حرکت دورانی عرضی شبیهسازی میکند. مکانیزم هوپ-آپ باعث ایجاد حرکت دورانی و تولید نیروی مگنوس شده که میتواند از افت ارتفاع پرتابه جلوگیری کند. استفاده از مکانیزم فوق بهعنوان اصلاح کننده مسیر پرتابه در تفنگهای بادی، ایده جدیدی است که تا کنون مطرح نشده است. معادلات ناویر- استوکس سه-بعدی تحت شرایط ناپایای تراکم پذیر آشفته به همراه معادلات دینامیکی حرکت ساچمه بهصورت کوپل و در یک شبکه محاسباتی متحرک حل شدهاند. شبیهسازی عددی، بر پایه طرح "رو" با دقت مرتبه دو مکانی و به لحاظ اهمیت زمان با مرتبه دو زمانی به شیوه حجم محدود میباشد. برای اعتبارسنجی، پاسخهای حاصل با نتایج تجربی معتبر مقایسه شدهاند. نتایج حاصله نشان میدهند که اعمال چرخش مناسب به پرتابه برای هر فاصله معین میتواند از افت ارتفاع آن در هنگام برخورد به هدف جلوگیری نماید. در این ارتباط، از میانیابی دادههای حاصل، رابطهای که بتواند با دقت خوبی سرعت زاویهای هوپ-آپ را بر حسب تابعی از موقعیت هدف و انرژی جنبشی شلیک برای جبران افت ارتفاع پرتابه در فواصل دلخواه پیشبینی نماید استخراج گردید. همچنین مشاهده شد که با افزایش سرعت زاویهای، وقوع ریزش گردابه، تسریع و مقدار اندازه حرکت پرتابه کاهش مییابد.
Improvement of shooting accuracy with air gun pellets is very important in sport competitions which is always questioned by shooting enthusiasts. In this study, the performance of a transonic spherical projectile as an air gun pellet with 4.5 mm-caliber under a mechanism known as Hop-up is numerically examined. The motion of this projectile is assumed in four degrees of freedom including three translational motions and one transverse rotational motion. Hop-up mechanism is resulted in a rotational motion of spherical projectile, so a Magnus Force is generated which prevents the altitude loss of the projectile. The Navier-Stokes equations are solved in compressible non-stationary turbulent conditions with equations of the pellet motion in a coupled form and in a moving computational grid by a computer program. The present numerical simulation is based on “Roe” scheme with second-order accuracy using a finite volume method and because of the importance of time dependent parameters, second-order time accurate was applied. To validate the computer program operation, the results were compared to valid experimental data. The results obtained from these studies showed that proper rotation of the projectile for a certain distance prevents its height drop when hits the target. A relation was also obtained between the target location, shooting kinetic energy and proper angular velocity which can neutralize the projectile altitude loss at arbitrary distavces. It is also demonstrated that by increasing the angular velocity, the vortex shedding onset is accelerated and the projectile momentum is decreased.
پرتابه تفنگ بادی,مکانیزم هوپ-آپ,بررسی مسیر حرکت,شبیه سازی عددی سه بعدی,حل ناپایا
Air gun projectile,Hop-Up mechanism,Trajectory Investigation,3-D numerical simulation,Non-stationary solution
25
35
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-23782-5&slc_lang=fa&sid=15
Seyed Erfan
Salimipour
سید عرفان
سلیمی پور
100319475328460069172
100319475328460069172
No
Ferdowsi university of mashhad
دانشگاه فردوسی مشهد
Ali Reza
Teymourtash
علیرضا
تیمورتاش
100319475328460069171
100319475328460069171
Yes
Mechanical engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
استاد-دانشگاه فردوسی مشهد
Mojtaba
Mamourian
مجتبی
ماموریان
100319475328460069170
100319475328460069170
No
Mechanical engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
دانشیار-دانشگاه فردوسی مشهد