射流侵彻陶瓷靶过程数值仿真计算

陶瓷靶板因其高强度、低密度特性在装甲防护中得到了广泛的应用,其抗侵彻机理得到了世界各国的广泛关注.利用有限元程序LS-DYNA对射流撞击侵彻陶瓷靶过程进行了三维数值仿真计算.获取了射流陶瓷材料的侵彻深度和速度,并与中碳钢抗侵彻过程进行对比.开展了陶瓷复合把抗射流侵彻仿真计算,并对计算结果进行了相应的对比分析.结果表明与中碳钢相比陶瓷材料对于低速段射流有较高的防护能力,对高速段射流防护能力较弱,这一结果与已有的试验结果相吻合.     

弹丸侵彻混凝土的试验与仿真

通过直径125mm的模型弹对混凝土厚靶的垂直侵彻试验,得到了弹丸侵彻混凝土的最大侵彻深度、冲击漏斗坑、震塌漏斗坑尺寸和着靶姿态等参数值.采用ANSYS/LS-DYNA软件,对弹丸侵彻混凝土靶体试验进行了数值仿真,计算结果在侵彻过程、侵彻深度和靶体破坏现象等方面与试验结果吻合良好.为弹丸侵彻混凝土机理分析和模型试验成果扩展奠定了基础.     

离散事件系统仿真程序的正确性验证

本文在仿真事件图的基础上建立了离散事件系统仿真过程的数学模型,它包括事件表转移模型和状态空间模型,讨论了仿真过程数学模型在仿真程序正确性验证中的应用.     

镍氢动力电池电荷状态估计算法仿真研究

基于所建立的镍氢电池等效电路模型,将模型的各物理量和状态量之间的关系表达成离散化的状态方程.然后利用电子负载实时测得电流、电压等数据,基于自适应滤波算法对镍氢动力电池的电荷状态(SOC)估计进行仿真计算.仿真计算结果表明,在系统模型噪声统计不准确,或者模型不精确的情况下,基于等效电路模型的自适应滤波算法依然可以进行系统的状态动态估计,具有很强的鲁棒性.最后,根据试验测试结果对滤波算法仿真得到的电池SOC进行了验证,达到了较高的精度.     

入侵物种沿青藏铁路扩散的仿真研究

通过引入偏微分方程Cauchy问题,进行了入侵物种的一维单源点扩散的模型及模型的离散化问题研究。在此基础上,对给定的入侵物种扩散系数,结合青藏铁路沿线的地理特征,采用Matlab和ArcGIS9.2软件,进行了入侵物种沿青藏铁路扩散的仿真研究,获得了从以一维到三维的仿真结果。这一理论研究结果适用于一般入侵物种扩散的仿真研究,具有广泛的应用前景和实用价值。     

助推钻地弹对混凝土目标侵彻效应的数值模拟

为设计助推钻地弹选择合适的助推方案,采用LS-DYNA程序进行了三维数值模拟研究。通过将动能弹侵彻混凝土数值模拟的结果与试验数据进行对比,确定了合理的有限元仿真模型,选取了合适的材料模型和参数。结合某结构助推钻地弹的研制工作,对助推钻地弹侵彻混凝土的效应进行了数值模拟,与试验数据进行比较,得出数值模拟能够较好地反映助推钻地弹对混凝土目标的侵彻效应。通过对各种助推方案的数值模拟,得出了选择助推方案的一般原则,为新型钻地弹的研制提供了指导。     

盾构机掘进对大堤安全影响的三维数值模拟及试验验证

基于自适应接触算法,建立盾构机、土体、大堤三者相互作用三维非线性有限元模型,结合刚度迁移法对盾构机掘进过程进行仿真,详细模拟盾构机超挖、机身坡度、机身与土体的相互作用、注浆时空变化性质、开挖面泥水压力、拖车作用等施工因素.模拟结果在与试验段实测数据进行对比的基础上,预测了大堤在盾构机掘进过程中的沉降规律,为越江隧道施工过程中保障防洪大堤的安全提供参考.     

穿甲战斗部侵彻过程数值仿真

文章论述了用基于LS-DYNA的动力学分析通用有限元程序对穿甲战斗部侵彻过程进行数值仿真.阐述了数值仿真模型的建立,以及利用数值模拟技术,实现了侵彻过程中弹体的变形与靶板的破坏状况可视化,同时对仿真结果进行了分析,并进行了靶场实验验证,仿真结果与实际情况基本相符.通过对穿甲战斗部侵彻过程数值仿真,为开展穿甲战斗部穿甲机理研究奠定良好的基础.     

着速和着角对硬目标侵彻过载影响的数值仿真分析

利用数值仿真工具LS-DYNA3D,对整体侵彻弹侵彻有限厚混凝土靶板问题进行了数值模拟实验。仿真结果表明,着速和着角对侵彻过载有很大影响,着速越高,侵彻过载峰值越大;着角越小,过载曲线越平滑,过载峰值的出现也渐显规律。仿真实验结果与试验相符,为硬目标侵彻引信的设计及性能评估提供参考。     

基于瞬态动力学分析的抽油杆柱动态特性研究

抽油杆柱在工作过程中变形状态的准确描述是解决杆管偏磨的关键,根据抽油杆柱动力失稳的力学理论,结合接触非线性理论和有限元理论,建立了往复抽油杆柱的动力学模型,采用空间梁单元和接触单元建立抽油杆柱的有限元格式,将Newton-Raphson法和Newmark法相结合进行求解.通过仿真计算,再现了抽油杆柱在工作过程中的变形状态以及与油管的接触状态,据此优化抽汲参数以及安装扶正器,保证抽油杆柱的正常工作,延长检泵周期.     

直升机旋翼气动特性对挂装火箭弹道的影响

用悬停自由尾流模型计算悬停旋翼的流场,用工程算法计算机载火箭的气动特性,将旋翼流场影响下的弹道计算与气动力计算相结合,对武装直升机挂装火箭的气动特性及弹道特性进行了计算分析。结果表明:武装直升机的气动特性对挂装武器的弹道特性有显著影响,影响主要在旋翼尾流区,在该区内旋翼尾流对火箭的法向力系数、侧向力系数和滚转力矩系数的影响尤甚。     

一维两相流模型在埋头弹药内弹道学中的应用

很多弹药特别是埋头弹药应采用多维两相流内弹道模型,但这样建模以及计算的工作量太大,为此,在分析其工作机理的基础上,将其内弹道过程简化为一维两相流模型,给出了有关方程和定解条件.采用MacCormack差分格式对不同长度的传火管分别进行数值计算,模拟结果与试验有较高的吻合度,结果表明:采用长传火管的内弹道性能较好.模型再现了其发射过程,分析了埋头弹药内弹道的特点,有关分析可以指导其结构设计和装药设计.     

12.7mm口径空心弹丸空气动力学特性分析

为了更深入的了解空心弹丸的空气动力学特性,对空心弹丸和实心弹丸的外弹道流场分别建立了三维无粘Euler方程,并对两者的外弹道过程建立了弹丸质心运动微分方程组。以12.7mm口径实验弹为对象进行数值模拟仿真计算。通过对比分析,得出:由于结构特别,空心弹丸的阻力系数比实心弹丸小很多,并且在外弹道过程中,空心弹丸能够更好的保持飞行速度和弹道高,更有利于提高自动武器的射击效果。     

考虑火炮膛内热散失的内弹道建模与仿真

针对发射药内弹道性能预估时,火炮膛内热散失修正程度难以确定的问题。提出了一种基于密闭爆发器实验的发射药燃气膛内传热计算方法,根据该试验测得的压力与时间信号及发射药燃气在密闭环境中做功能力与压力之间的关系,确立发射药燃气与膛壁的传热方程,结合内弹道方程组,得到考虑火炮膛内热散失的内弹道模型,并将该模型用于双芳-3发射药的内弹道性能预估。结果显示仿真得到的最大膛压、初速与实测结果的误差均小于2.5%,表明了该模型的有效性和优越性。     

单舰火炮虚拟训练仿真系统设计与实现

介绍了火炮射击训练模拟器的设计过程,包括软件设计、模型计算、软件实现几个阶段。软件采用HLA框架和Vega Prime实现了火炮虚拟射击训练系统的作战仿真环境。对设备的操作使用进行了模拟,为受训人员提供火炮射击的设备虚拟训练环境。计算了火炮的外弹道仿真模型,使用matlab软件绘制了火炮的外弹道。介绍了火炮的射击效果评定和火炮的弹道误差模型,使大家熟悉火炮的模拟训练和作战过程,了解火炮作战和训练指标的计算和用途。     

喷孔前置式膨胀波枪炮发射过程数值仿真与分析

喷孔前置式膨胀渡枪炮是一种结合了喷气反推式低后坐力枪炮和膨胀波火炮性能优点的新型低后坐力武器.提出了其发射过程的四阶段物理模型,运用准一维准两相流理论建立了其内弹道过程的动力学模型,针对其特殊的减后坐组件结构提出了身管--反作用导气管双流场耦合计算的边界务件和计算方法,以14.5mm喷孔前置式膨胀波弹道枪为例进行了数值仿真,并将仿真结果与普通14.5mm机枪的内弹道过程进行了对比.结果表明,在结构参数匹配合理的情况下14.5mm喷孔前置式膨胀波弹道枪能在不减小弹丸初速的前提下减少40.56%的后坐动量.     

逆轨拦截战术弹道导弹的分析

建立了拦截战术弹道导弹的攻防仿真模型,应用最优控制理论导出二次型性能指标下的最优（逆轨拦截）制导律,数字仿真证明该制导律能满足逆轨拦截弹道导弹的要求,逆轨拦截轨道具有“Ｓ”形弹道特性。还计算了拦截弹的可用发射区,分析了反导阵地的部署和火力组网等问题。     

THE 8~(th) INTERNATIONAL CONGRESS ON INDUSTRIAL AND APPLIED MATHEMATICS

正August 10-14,2015Beijing,ChinaThe International Congress on Industrial and Applied Mathematics(ICIAM)is the premier international congress in the field of applied mathematics held every four years under the auspices of the International Council for Industrial and Applied Mathematics.From August 10 to 14,2015,mathematicians,scientists     

2014 List of Referees

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