无后座炮内弹道的气动力数学物理模型

本文记述了无后座炮内弹道的气动力数学模型。给出用差分格式求解拟线性偏微分方程组的方法,并获得在气相和固相流动速度相等的条件下的数值解。计算结果与常规方法进行比较,最后得出了一些常规方法不可能反映的规律。     

含侧喷流炮射导弹绕流场数值计算

用数值模拟方法研究侧喷流对炮射导弹气动特性的影响.以三维N-S方程为出发方程,采用S-A湍流模型,对炮射导弹的绕流场进行了数值模拟研究,得到的气动特性结果与风洞实验结果基本吻合.在此基础上,对含侧喷流炮射导弹的绕流场进行数值计算.结果表明,侧喷流对导弹气动特性有较大影响.     

涡轮尾翼弹无后座炮内弹道问题的研究(续)

无后座炮的弹道解法——近似解法 1。解法的假设及阶段。 根据这种火炮的射击过程,本文采用了以几何燃烧定律及正比燃烧速度定律为基础的近似解法,至于其他的假设则同一般无后座炮解法相同,这里不再叙述。所差别的仅仅是根据这种火炮的压力分布特点,作出如前所述的假定。即假定涡轮前后空间中的气体压力为均匀     

涡轮尾翼弹无后座炮内弹道问题的研究

本文根据涡轮尾翼弹的无后座炮的弹道特点,分析了火药气体的二次膨胀过程,并利用无后座条件建立了涡轮前后的压力比关系式,另外,还采用真空膨胀理论的假设,确定作用于涡轮及弹头上的力的系数,从而建立了弹道解法所需要的气体流量方程和弹丸运动方程。最后,根据射击过程的特点建立了各阶段的解法。因为解法是以几何燃烧定律及正比燃速定律为基础,故所采用的火药形状特征量及压力全冲量这两个常量有一定的经验性。实践证明应用两个常数按一般无后座炮所采用的数据,可给出符合实际的结果。     

有限段法在高炮发射多体系统动力学分析中的应用

用有限段法计算高炮身管的弹性变形,用基于Kane方程的Huston方法建立了某高炮7刚体18自由度的多体系统动力学模型,对高炮发生过程进行了数值仿真,计算得出的炮口角位移明显大于不计身管变形的5刚体10自由度模型的计算结果。2种模型计算出的炮箱后坐曲线是完全一样的,与实测的炮箱后坐曲线一致,证明了上述分析的正确性,为高炮精度分析提供了更严格的理论参考。     

无后座炮的Lagrange问题及其解

本文根据Lagrange的近似假设,建立计算无后座炮膛内压力分布的方程以及在射击过程中膛内气流滞止点位置的计算方法。最后用65式82毫米无后座炮的特殊例子进行理论和实验相比较。     

转管自动机炮箱强度分析及结构优化

炮箱是转管自动机的重要零件,在后坐过程中承受巨大冲击载荷.根据武器系统的轻量化要求与高强度需要,针对不同比厚度的炮箱,采用有限元分析方法,通过路径规划与数据映射,对轴向与周向的应力应变分布规律及其对炮箱可靠性以及对曲线导轨导转精度造成的影响进行研究;根据拓扑优化结果优化炮箱结构,经过对比,优化后的炮箱在满足轻量化与高强度要求方面具有更好的结构特征与应力分布.     

炮射导弹气动特性数值计算

为解决炮射导弹静稳定度低的问题,提出了两种针对尾翼的优化方案.以三维N-S方程为出发方程,采用S-A湍流模型,对炮射导弹的绕流场进行了数值模拟研究,得到了炮射导弹外形优化前后的气动特性参数,气动特性结果与风洞实验结果基本吻合.研究结果表明,两种尾翼优化方法均可有效地提高炮射导弹的静稳定度,并增加升力.     

垂直磁场作用下电沉积数值分析与实验

对电沉积过程中磁场、电场和流场进行数值分析并利用COMSOL仿真软件进行数值求解,得到了无磁场作用和0.2T垂直磁场作用下流体流场分布、镀液中电场分布以及不同时间段镀层厚度变化特征的数值结果,并对其进行了对比分析.为了解磁场对电沉积过程的影响规律,分别在施加0、0.2、0.4和0.8T磁场作用下电沉积镍,对比实验和数值分析结果表明,镀层厚度仿真值和实验值变化趋势接近,无磁场条件下平均绝对偏差为0.443μm,0.2T磁场条件下平均绝对偏差为0.425μm.施加0.2T垂直磁场作用后,镀层的平均厚度较无磁场作用下增加了11%,与仿真结果一致,并且随着磁场强度的增加,镀层晶粒细化度、表面质量得到进一步提高.分析结果表明数值分析可以较为精确地反映磁场对电沉积过程的影响作用.     

二级轻气炮发射过程数学模型和计算方法

建立起模拟二级轻气炮发射过程的数值方法.运用经典内弹道学理论描述药室内火药燃烧状况和活塞运动过程,可压缩流体一维变截面非定常无粘流动数学模型描述轻气室内气体流动状态和弹丸运动过程,并通过活塞运动状态将两者耦合到一起,建立起二级轻气炮发射过程的数学模型.运用经典Runge-Kutta方法求解药室方程,二阶MacCormack格式和Harten二阶TVD格式求解轻气室方程,通过两部分计算的交替进行,实现了二级轻气炮发射过程的数值模拟.分析不同差分格式对计算结果的影响,MacCormack格式具有较高的整体计算精度,而TVD格式可以更好地捕捉流场中的激波.