火药气体作用时期活塞运动诸元的数值解法

本文介绍导气式自动武器在火药气体作用时期内活塞运动诸元的数值解法,据气体动力学原理建立的理论公式,必须采用数值解法才能求解。数值解法中用龙格一库塔法比差分解法更为简便,精度也较高。并编制了一个计算活塞运动诸元?导气装置结构诸元的通用程序,利用它对四种不同的导气式武器进行了计算,结果与实际比较符合。     

内能源转管机枪首发起动过程数值模拟

该文简要介绍了内能源转管机枪首发起动装置的工作原理和工作过程。根据气体动力学和机构动力学理论建立了首发起动过程的数学模型。通过数值模拟,该文探讨了首发起动结构参数和火药弹参数对气室压力、活塞速度和机心匣角速度的影响。计算表明,该文的模型可以较好地反映驱动活塞和机心匣的运动规律。     

基于耦合双联装的转管武器动力学研究

该文介绍了内能源式转管武器耦合双联装的耦合结构型式,根据基于拉瓦尔喷管驱动方式的单管转管武器动力学分析,推导出同类驱动方式的耦合双联装转管武器的动力学数学模型,并进行仿真研究,给出的算例在缓冲结构参数相同的条件下,耦合双联装的内能源式转管武器其后坐力比未耦合双联装的小30 %左右,其角速度波动范围也较非耦合双联装的小.因此,采用耦合双联装的方式,可以达到减小后坐力,提高系统射击精度的目的.     

多管火箭随机发射与飞行动力学仿真

该文从武器全系统弹、炮、药、环境一体化的角度，在多管火箭发射与飞行动力学的理论研究的基础上，形成了多管火箭随机发射与飞行动力学数值仿真系统。对某多管火箭振动特性、动力响应及射击密集度等进行了数值仿真，仿真结果得到了一系列试验验证。由仿真系统仿真得出的某多管火箭武器密集度试验方案减少了试验用弹量82．5％。     

无壳弹枪自动机动力耦合关系研究

该文通过建立动力学模型对无壳弹枪新型自动机结构的动力耦合关系进行了理论手数值计算，分析和比较数值仿直结果，揭示了自动机，发射运动体和转膛之间的运动相互影响和参数匹配关系及某些参数对３发点射工作性能的影响规律，并讨论了由于参数不匹配而引起的武器工作异常情况及解决途径，为正确设计高频点射武器中此类新型结构提供了动力学理论分析与计算机数值仿真的研究方法。     

旋转弹丸在复杂激波影响下气动特性数值模拟与分析

为了提高线膛发射武器的射击精度,研究复杂激波系对旋转稳定弹丸气动特性的影响.通过划分局部加密的网格,采用k-epsilon双方程湍流模型求解可压缩的三维Navier-Stokes方程,数值模拟和分析旋转弹丸在复杂激波影响下的气动特性变化规律.数值模拟的结果与SOCBT( Secant ogive cylinder boat tail)弹丸风洞实验数据相吻合,验证了计算模型与方法的合理性和可靠性.数值分析旋转速度、攻角、来流马赫数等对弹丸气动特性的影响,通过耦合内弹道过程,数值模拟和分析不同旋转速度对内弹道后效期内弹丸速度增的影响规律.     

空气预热器内电加热管的优化布置

针对空气预热器内电加热管位置的布置长期以来缺乏理论依据而造成的能源浪费,采用有限元理论及其仿真分析软件ANSYS,充分利用其参数化分析、计算语言APDL对预热器进行参数化建模,同时利用APDL语言的计算控制和结果提取功能以及循环迭代算法,对预热器在不同数量加热管的情况下进行了数值模拟,最后得到使电预热器出口温度达到所需值时的电加热管的最少数量和每根管的最佳位置。     

手持式面杀伤武器动力学模型分析

该文提出了一种适于手持式面杀伤自动武器的分析计算模型，建立了相应的动力学方程，采用正交优化设计方法，分析了模型中主要物理参数及结构参数的变化对系统学特性的影响，并用该结构模型设计新型面杀伤自动武器供了理论依据，并为此类武器实现系统动力学优化匹配提供了有效的技术途径。     

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.     

基于虚拟样机技术的自动武器数值仿真

将虚拟样机技术引入自动武器仿真领域,运用动力学仿真软件ADAMS对自动机进行数值仿真,对其模型处理方法进行研究,包括与三维CAD建模软件间的模型传递原则,自动武器典型机构及约束处理方法,对不同自动方式武器的载荷施加方法。仿真结果最后对某武器自动机进行了仿真,得到了武器自动机的一系列运动特性曲线,并对曲线加以分析,证明了该研究方法的可行性。     

高初速榴弹发射器动力学特性仿真研究

通过高初速榴弹发射器系统动力学特性的仿真分析,研究轻武器以低系统质量发射大威力弹药的技术问题。采用凯恩方法建立了系统动力学分析模型,针对多种设计方案进行了数值仿真,分析了主要运动件质量及复进簧刚度等有关设计参数对自动机运动特性的影响关系。给出了动力学综合特性匹配的结构方案,为该类武器的开发提供了理论依据。样机射击试验表明理论分析结果与实际有良好的吻合性。     

高射频转管武器电启动分析

运用键合空间理论,分析了高射频转管武器启动系统的机电耦合动态特性,建立了启动系统的键合空间模型及其矢量状态方程组,计算得到了直流他励、直流串励电机在直接启动、降压启动和变阻启动下系统的耦合特性,为转管武器实验样机的设计提供了理论依据。     

车载火炮炮口扰动影响因素分析

研究火炮发射时的多柔体系统动力学模型可以分析炮口扰动的主要影响因素,为减小炮口扰动以及提高火炮射击精度提供技术途径。建立了某车载炮发射过程的虚拟样机模型,考虑了身管的变形,滑板与身管刚性连接,利用接触副模拟滑板与摇架的碰撞,通过数值计算获得了动力偶臂、导轨间隙、炮口制退器质量以及身管支撑位置对炮口扰动的影响情况,为该类武器的总体设计和结构设计提供了技术支持。     

单兵筒式武器浮动发动机系统内弹道过程数值仿真研究

为研究浮动发动机的内弹道问题,该文对其发射过程进行了建模及计算分析.首先探讨了浮动发射系统的结构设计与工作原理,运用经典内弹道理论建立了发射系统内弹道过程的数学模型,并运用龙格-库塔公式进行数值计算,最后给出某组数值仿真及地面试验的研究结果.试验验证了模型的合理性,为单兵筒式武器浮动发动机发射系统的设计提供了理论指导.     

新型水动力弹射技术研究

针对水动力能源系统开展了新型水动力弹射技术的探索性研究,采用数值模拟和理论分析相结合的手段对弹射过程进行了数值仿真,并采用参数选取约束分析的方法对系统结构中的重要参数进行了分析,给出从设计参数输入到关键参数选取的方法. 数值仿真结果表明,两种数值方法计算结果一致性较好,验证了原理的正确性和方案的可行性. 并通过关键参数优化对比,提出增大设计冗余和采用较小的压力容器中高压气室的体积比例两个参数优化的方向.      

双级装药膛内二次发射原理探讨与分析

提出一种采用双级装药进行膛内二次发射以提高弹丸初速而不增大最大膛压的新技术,设计了双级装药弹的结构,为提高大口径身管武器的初速提供了一种新思路.提出了二次发射过程的物理模型,并以12.7 mm弹道枪为对象建立了膛内二次发射内弹道数学模型,分析了参数变化对膛压和初速的影响规律.计算结果表明:在身管长度增量相等的条件下,双级装药弹初速增加量是12.7 mm普通弹的2倍以上.     

方形竖槽道内受浮力驱动旋转火焰及热流场特性

 针对受限空间内受浮力驱动的旋转火焰及热流场所表现出的复杂特性,采用实验方法对一尺寸为2.0m×2.0m×15.0m的有单侧缝的方形竖槽道内产生的火旋风流场进行研究,并对中心轴线上的温度进行测量.同时采用基于大涡模拟技术的数值方法进行了模拟计算,验证了构建的数学模型对于预测该方形竖槽道内的热流场的准确性.通过对火旋风在稳定期内热流场的平均压强、温度、密度在高度方向和径向的分布情况和变化规律的分析,验证了火旋风的斜压影响机制,确定了温度和压力在高度上的分层特性,并发现等密度面更易于表现旋转火焰的变化情况.整个实验与数值计算结果都可为受限空间内的旋转火焰研究提供参考.     

基于并行计算的消声器三维数值模拟

针对某款汽车复杂消声器建立了三维数值计算模型,采用并行计算技术对该模型进行计算．通过分析数值计算结果,找到该款消声器产生压力损失和再生噪声的主要部位分别是消声器进气内插管开孔处和出气内插管的进口处．据此提出了相应的改进方案．计算结果显示,改进后消声器的背压比原消声器背压大幅度下降,最大可下降20%左右．这种基于计算流体力学理论结合并行数值模拟技术的设计方法,计算一个算例仅需20 min左右,降低了设计周期和设计成本．     

短管炮模块装药两相流内弹道模拟

大口径火炮模块发射装药通常由多个模块组成,流场结构复杂。该文对燃烧场进行分区模化,并在此基础上给出两相流内弹道理论模型和计算步骤,编制程序对短管试验炮膛内发射过程进行了数值模拟。结果表明,膛内的压力、压差及弹丸速度等参量的理论计算结果与实验吻合得较好,模拟结果有较高的置信度。该模型和计算程序可用于模块装药结构火炮内弹道模拟、装药设计和安全性能分析     

活塞机械疲劳试验的三维接触有限元仿真

针对某活塞机械疲劳试验,以某铝合金活塞为研究对象,采用有限元方法分析了在交变机械载荷作用下活塞销和活塞销座内侧之间接触状态和接触应力的变化,在此基础上确定了活塞疲劳失效的主要位置,这一数值计算结果与试验结果吻合,进而分析了接触对活塞疲劳失效的影响.