شبیه‌سازی عددی و مقایسه عملکرد دو اندازه مختلف از ساچمه‌های تفنگ بادی با کالیبرهای 5/4 و 5/5 میلی‌متر

Abstract

در این مقاله به شبیه‌سازی عددی و مقایسه عملکرد دو اندازه مختلف از ساچمه‌های تفنگ بادی با کالیبرهای 5/4 و 5/5 میلی‌متر پرداخته شده است. ساچمه‌های مذکور تحت اثر نیروی پسا و با تغییرات پیوسته سرعت مواجه هستند و جریان ناپایا را تجربه می‌کنند. به‌منظور تحلیل عددی این مسأله، معادلات ناویر- استوکس تحت شرایط ناپایای تراکم پذیر آشفته به‌همراه معادلات دینامیکی حرکت ساچمه به‌طور هم‌زمان در یک شبکه محاسباتی متحرک با نوشتن یک برنامه کامپیوتری حل شده‌اند. مدل‌سازی هندسی ساچمه‌ها، با عکس‌برداری دقیق از نمونه واقعی و عمل نقطه‌یابی، حاصل شده است. همچنین با توجه به هندسه ساچمه‌ها از دستگاه مختصات استوانه‌ای و با فرض تقارن-محوری استفاده گردیده است. شبیه‌سازی عددی به‌کاررفته، بر پایه گسسته‌سازی شارهای جابه‌جایی توسط طرح اختلاف مرکزی مرتبه‌دوم و استفاده از یک روش ضمنی به‌شیوه حجم محدود می‌باشد. به‌دلیل اهمیت پارامتر زمان در حل مسأله، دقت زمانی مرتبه‌دوم به روش گام زمانی دوگانه مورد استفاده قرار گرفته است. سپس به‌منظور تأیید صحت عملکرد برنامه کامپیوتری، پاسخ‌های حاصل با نتایج تجربی معتبر مقایسه گردیده‌اند. نتایج به‌دست‌آمده از این بررسی‌ها نشان می‌دهند که سرعت شلیک، جرم و اندازه ساچمه‌ها از عوامل تأثیر‌گذار بر زمان طی مسیر، افت ارتفاع و ممنتوم برخورد در یک مسافت معین می‌باشند.