一种新型点火系统的膛内射击过程预测

该文根据一种新型点火系统的装药结构特点，建立两相流内弹道数理模型。通过数值模拟，预测该炮的内弹道性能。计算结果与试验结果的一致性较好，并且符合膛内射击过程的变化规律。数值模拟结果为深入分析该炮的内弹道循环过程提供了理论依据。     

底排药剂热分析试验研究

为了研究底排药剂的分解放热规律,利用差动热分析仪(DSC)在不同的升温速率条件下对药剂热分解性能进行了测试,并利用Kissinger法对试验结果进行了分析处理,得到了药剂热分解的活化能和频率因子等参数.底排药剂在2.5℃·min-1、5.0℃·min-1、10℃·min-1和15℃·min-1升温速率条件下,其热分解的峰顶温度分别为633.7℃、640.1℃、643.3℃和650.5℃,活化能和频率因子分别为7.51×105 J·mol-1和5.58×1042·s-1.     

利用故障树分析法对底排弹的失效分析

本文在某底排弹系统可靠性模型的基础上,利用故障树的分析方法建立了底排弹失效故障树,并重点对底排装置的各个机构的失效建立了故障树并进行了定性分析和定量分析,为底排弹的作用可靠性的研究和分析提供了一定的参考。     

耦合内弹道过程的膛口流场数值模拟与分析

为提高武器精度,模拟弹丸射入膛内后的膛口流场,耦合内弹道过程分析弹丸射出炮口前的初始流场和射出后的流场变化.采用内弹道经典模型计算膛内弹后气体流场,建立二维轴对称气体动力学模型计算弹前气体及膛口流场,通过弹前阻力将二者同步耦合计算.计算过程采用非结构网格方法,同时考虑运动弹丸的影响,计算结果与实验流场相吻合.计算结果捕捉到弹丸出炮口后在膛口形成清晰的瓶状波系.分析得到弹丸出炮口后1.5 ms时刻炮膛内外的马赫数轴向分布;此时火药气体在膛外膨胀的最大马赫数可以达到6.32;火药经过激波后气体速度迅速下降到声速以下.由于激波的作用,在激波前后压强会产生阶跃.     

火炮点火初期膛内火药床运动规律研究

利用连续三幅脉冲Ｘ光摄影技术，获得了３０ｍｍ玻璃钢火炮膛内早期点火阶段药床运动状况的阴影照片和示踪药粒沿药室轴向的运动速度。结果表明，火药床的运动规律与点火结构密切相关，均匀的中心传火管点火形式可以明显减弱火药床在弹底的堆积，对压力波起了抑制作用。     

火炮膛内压力曲线的小波分析

传统对火炮膛内压力曲线进行的Fourier分析不能区分信号中突变部分的有用高频量和无用噪声高频量,该文运用小波分析来解决这一问题。运用小波分析内弹道实验压力曲线,对信号的近似和细节部分进行区分,确定各频带的信号形式和发生时间,结合内弹道过程分析其产生原因。讨论了造成内弹道循环各阶段压力高频震荡的各种可能的不利因素,对膛内各种在时域里难以区分的复杂过程在频域里加以区分和定位。用Matlab软件中的小波分解系数灰度图确定信号的能量分布情况,最后进行滤波得到更真实的反映膛内压力特性的滤波曲线。     

初容室容积对燃气弹射载荷与内弹道性能影响

为研究初容室容积变化对燃气弹射载荷与内弹道性能的影响,建立了含二次燃烧和尾罩运动边界的二维轴对称数值模型。在实验数据验证模型可靠性的基础上,研究了初容室容积变化导致流场结构和二次燃烧核心区域改变的机理,分析了弹射过程中影响建压的主导因素,得到了不同初容室容积下的流场、载荷和内弹道性能规律。结果表明:随着初容室高度的增加,燃气射流反射点由筒底转移至筒壁面,二次燃烧核心区域由发射筒上部转移至下部;对于弹底初始冲击压力峰值,容积因素占据主导,对于二次压力峰值,总压因素占据主导;导弹加速度峰值和出筒速度先减小后增加,出筒时间先变长后变短。实验装置初容室高度增加100mm,为最优内弹道设计方案。     

枪管内膛损伤对弹头外弹道过程的影响研究

为研究枪管内膛损伤对弹头气动特性及外弹道过程的影响,基于系统的12.7 mm机枪枪管寿命试验获得的内膛损伤规律,建立了损伤枪管的有限元模型并获得了枪管在4个寿命阶段所发射弹头的表面形貌状态.采用基于剪应力输运(SST)k-ω湍流模型的计算流体力学(CFD)方法对不同表面形貌的高速旋转弹头的气动参数进行了数值计算.采用均匀设计方法安排随机因素影响下的弹头内弹道计算过程,获得了各阶段弹头膛口扰动随机响应状态.建立了弹头6自由度刚体外弹道模型,结合弹头的气动参数和膛口扰动状态对弹头外弹道过程进行编程求解,获得了100 m处各寿命阶段枪管所发射弹头的散布圆半径和椭圆弹孔率,最终计算结果与试验数据吻合较好.计算结果表明:弹头初始扰动在枪管寿命末期的迅速增大,以及大攻角下弹头所受气动力压力中心的前移和马格努斯力矩的增大等,是造成枪管寿命末期弹头飞行稳定性降低及枪管迅速寿终的主要原因.     

点火方式对不同初始温度的装药燃烧性能的影响

该文分析新57H在常温下底部点火药包、计算机打印纸封孔的点火管、硝化棉软片封孔的点火管,线性点火具4种点火结构的装药以及低温条件下底部点火药包、计算机打印纸封孔的点火管、硝化棉软片封孔的点火管、线性点火具、变点火管孔径以及变点火药量6种点火结构装药的射击实验结果。在此基础上,分析了在不同点火结构下,初温对装药燃烧性能的影响。从而为新57H选择合理的装药结构提供依据。     

燃气喷射对高温空气燃烧室内流动影响的数值研究

用所开发出的计算程序 ,在高温空气燃烧炉燃气烧嘴的多种喷射方式下 ,通过改变烧嘴的间距、烧嘴的同向或逆向喷射以及烧嘴的周向布置个数等条件 ,对炉内三维等温流场进行了相应的数值模拟·分析了炉内的流场结构及流动特性·模拟结果表明 :合适的烧嘴间距、燃气的逆向喷射以及多个烧嘴的对称布置等方式均能获得炉内合理的流场结构 ,并有效地利用回流区混合的低氧条件 ,从而实现高温空气低氧燃烧的技术关键·模拟结果与相似模型炉的实验研究资料相符合     

高能气体压裂用液体药点火与燃烧研究

高能气体压裂用液体药能够被点燃的点火压力、．点火热量以及能够形成其稳定燃烧的上述两个参数是液体药用于油气井高能气体压裂的两个重要参量．本文周密闭爆发器装置，用硝化棉药粉和双芳－３火药做为点火药，通过调整点火药量，得出了高能气体压裂用液体药的点火压力为５０ＭＰａ以上和点火热量及形成其稳定燃烧的点火压力和点火热量．并且得出了液体药能够被点燃的点火药为液体药的２０％．对液体药高能气体压裂现场施工设计选择点火药具有重要参考的价值．     

复杂两相流动对底部排气弹底部减阻性能影响的数值分析

借助于稀颗粒假定下的双流体简化模型,采用具有高精度、高分辨率数值方法,研究了轴对称底部排气弹弹底混合绕射的复杂两相流动,得到了平衡两相流中颗粒相浓度大小对底排弹减阻性能影响的规律,与实验比较,两相流劝状态比单相气体流动状态更接近于实际情况。     

高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程的数值计算

利用FLUENT计算流体力学软件,对高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程进行了数值计算,得到了切向进气和径向进气时高温陶瓷过滤器内的流场分布.结果表明:对于包含突变截面和多孔介质两类通道的复杂流动系统,合理地选择计算区域和分配网格后,应用FLUENT计算流体力学软件可以得到满意的计算结果;陶瓷过滤器的流动损失主要发生在陶瓷过滤管的多孔陶瓷介质内;当气体径向进入工作段时,对陶瓷管的冲击较大;当气体切向进入时,在工作段壁面附近的速度较大,对陶瓷管的冲击较小;切向进气时高温陶瓷过滤器的进出口压降小于径向进气时.从保护陶瓷管和减小压降两方面考虑,切向进气方式的高高温陶瓷过滤器优于径向进气方式的高温陶瓷过滤器.研究结果为选择高温陶瓷过滤器的进气方式提供了理论依据.     

双基推进剂结构对爆炸性能的影响

为研究不同装药结构的爆速及其对钢板的破坏影响,以外径为45.5 mm、内径为8.2 mm、密度为1.61 g/cm3的双基推进剂单孔药柱为研究对象,在推进剂结构中设置不同单元药柱长度、不同单元药柱间隙长度,在间隙中有无填充氧化剂弹性体。通过爆速测试和见证板方法得到:在充填间隙后,装药结构完全爆轰,爆速范围为6.7~7.25 km/s;在间隙无充填时,随着间隙长度的增加,爆炸性能下降,在单元药柱长度低于50 mm且间隙长度大于3 mm后不能爆轰。测试得到了单元药柱长80 mm,间隙为5 mm装药结构的爆速为1.9 km/s,并用见证板和高速摄影手段进行了验证。     

元件基板温度场的数值分析

采用边界元方法，对元器件的传热问题进行了数值分析．具体计算了矩形基板内布置两个圆形热源时，基板的温度分布，并绘制了等温线及立体图．计算结果，精度较高．     

液体发射药动态压缩过程数值模拟

建立了液体药受到连续压缩和动态冲击载荷2种情况下的数学物理模型,并用差分格式进行了数值模拟,得到了液体药在受到连续载荷和动态冲击载荷压缩过程中的物理参量变化规律。计算表明,只有机械能转换成内能是不能引起液体发射药着火燃烧的。这对研究液体发射药火炮的射击安全性具有参考意义。     

低热值煤气高温空气燃烧数值模拟

采用κ-ε湍流双方程模型、PDF燃烧模型以及离散坐标辐射传热模型，对低热值煤气高温空气燃烧过程进行了计算机辅助模拟试验，比较了不同预热温度和不同过量空气系数对低热值煤气燃烧过程的影响，为低热值煤气蓄热式双预热烧嘴的研制提供了理论指导。     

电场对中性气体强化传热的数值分析

用变步长数值积分法计算包含电场参数的碰撞偏向角χ,将数值计算结果代入约化碰撞积分Ω(2,2)*的公式进行数值计算,得到约化碰撞积分Ω(2,2)*随电场参数δ变化的数值关系.计算结果表明:当温度较低时,约化碰撞积分Ω(2,2)*随电场参数δ的变化明显,而且对每一个给定的约化温度T*,均存在一个电场参数δm,使约化碰撞积分Ω(2,2)*取最小值,对应的热导系数κ(1)取最大值,从而实现中性气体的强化传热.     

火药填充床中温度场的测定与数值计算

该文研究了多层壁面有限长轴对称火药颗粒床中药粒的传热过程，采用热电偶对药粒的温度场进行实验测定。理论计算时，利用控制容积法导出了１组差分离散格式，并在计算机上进行了数值模拟。结果表明，数值解与实验值基本一致，从而为发射装药实时平均温度的确定奠定了基础。经进一步研究，有可能广泛适用于目前现装备火炮及未来各类火炮弹药温度对初速修正的需要，同时也可推广到不便直接测温的填充床等化工系统。     

超声速飞行底部排气弹三维湍流流场数值模拟

该文采用有限体积法数值离散雷诺时均Navier-Stokes方程,模拟了超声速飞行的圆柱体外部流场.其中两种湍流模式,即Spalart-Allmaras湍流模型和RNG k-ε湍流模型分别应用于该问题的求解.文中给出了数学模型和计算结果,并与实验数据进行了比较.结果表明:采用Spalart-Allmaras湍流模型能很好地描述高速运动体复杂的外部流场.利用上述模型对超声速飞行的底部排气弹三维流场进行数值研究,计算结果揭示了流场的物理现象和基本规律,以期对底部排气弹设计提供理论指导.