无人机箱式发射助推火箭燃气流场数值模拟

对计算流体力学中的域动分层法动网格更新技术进行了阐述,并且应用该方法对无人机发射时的燃气流场进行数值模拟,得到全流场参数在三维空间上的时间分布.无人机每个时刻的运动速度事先根据推力曲线计算好,随着无人机的运动,根据相应变化的运动边界更新网格,并且计算新网格下的流场分布,相应的流场边界条件也会发生变化.通过分析计算得到的箱上各监测点的压力分布曲线,了解冲击波在箱体表面传播的过程和产生的影响,结果可以为工程应用提供有力的参考.     

导弹发射过程三维非定常数值模拟

针对计算流体力学中的各种动网格更新技术进行了综合分析，对域动分层法动网格更新技术的原理进行了阐述。应用该方法对同心筒发射装置内导弹发射过程的三维流场分布进行了非定常数值模拟，得到全流场参数在三维空间上的时间分布，并与试验结果进行对比分析，得到了该方法正确可行、可有效保证导弹发射过程模拟的计算精度及计算效率的结论。     

倾斜发射导弹燃气流场数值模拟

为了研究倾斜发射过程中导弹头部下沉对燃气流场分布的影响,文中在进行导弹受力分析的基础上,将导弹运动过程分为两个阶段,分别应用域动分层法和局部网格重构两种动网格更新方法,对导弹发射过程的燃气流场进行数值模拟,得到燃气流场压力和温度分布及其变化规律。研究结果表明,导弹由于重力作用产生偏转,使得导弹上表面气流温度高于下表面。     

一种新的动网格更新技术及其应用

针对计算流体力学中的各种动网格更新技术进行了综合分析,提出了一种域动分层法的动网格更新技术,对该技术的原理进行了阐述.应用该方法对导弹在同心筒内的垂直发射过程以及液压缸的缓冲过程进行了数值模拟.结果表明,该方法正确可行,结果精确性较高,可实现含复杂外形流场情况下的动网格应用,相对局部网格重组法可使数值模拟速度加快2倍左右.     

易碎盖开启过程流场计算与分析

发射装置中采用的易碎盖开启方式涉及复杂的流动现象.针对发射箱后盖达到开启条件后边界条件的变化对流动计算带来的困难,采用动网格技术模拟后盖脱落运动过程,并利用分区边界的类型变化模拟后盖破裂过程,对易碎盖开启过程发射箱内的流场变化情况进行了研究.通过对比后盖达到开启条件后边界的不同处理方式所对应的流场情况,认识到达到开启条件时后盖运动和破碎过程对发射箱内燃气扰动波的产生和传递有重要影响.     

导弹热发射方式增推效能研究

为研究导弹热发射增推效能,设计了3种不同方式的排导空间。建立导弹热发射过程的控制方程和导弹全区域结构化网格模型,使用计算流体力学方法进行仿真,分别采用2阶迎风格式和全隐式方法进行空间离散和时间离散;计算了3种不同排导空间条件下导弹的出筒过程、出筒速度,分析导弹发射时筒内气动特征和导弹在发射筒内运动时增推力随导弹位移的变化过程。数值计算结果与原理验证试验结果符合较好。对不同条件下导弹出筒速度的仿真计算结果表明,采用筒式热发射,可以通过改变排导空间的方法实现燃气能量的再利用,将筒内燃气的气动力转换为推动导弹运动的推力,形成额外的增推力,提升导弹筒内运动速度,降低导弹出筒消耗的能量。     

导弹发射系统发射内弹道热-流耦合仿真研究

为了研究导弹发射系统发射内弹道特性,采用Fluent软件建立了内置式发射动力系统发射过程仿真模型,使用动网格技术模拟了导弹在发射筒内的运动过程,通过发射系统流场及固体壁面间的热-流耦合计算,得到了导弹发射出筒过程中的能量利用系数。仿真所得的内弹道结果能较好地与试验结果吻合,发射动力系统耗散的热量约为发射筒耗散热量的1/4。所建立的仿真计算模型可为后续仿真工作提供参考,计算所得的能量利用系数可为发射内弹道预示计算提供依据。     

同心筒发射装置导弹燃气流热效应数值模拟

针对某型舰载导弹同心筒发射装置，采用动态网格技术。建立了导弹发射过程中燃气流与发射筒之间的流固耦合换热模型。模型中考虑了导弹在发射筒内运动引起的燃气流场边界的变化。通过对燃气流非稳态传热的数值模拟，得到了发射筒内燃气流及筒壁的温度分布规律，为发射筒的热强度设计提供依据。     

导弹发射箱传热研究

针对导弹箱式发射过程中燃气流对箱壁温度的影响,对导弹运动过程中燃气流场进行数值仿真,获取箱体内侧壁面附近燃气流的热物性参数,并根据燃气流场计算结果展开发射箱箱壁的传热研究。利用诺谟图法得到导弹发射过程中箱壁结构的温度变化情况,从而确定燃气流对发射箱箱体是否造成结构性的破坏,为发射箱的设计工作提供参考依据。     

湿式独立自排导垂直发射技术研究

湿式独立自排导垂直发射技术在发射过程中可能会存在发射筒内压力过高的问题,就不同结构参数的湿式独立自排导垂直发射装置进行数值计算,并采用动网格对内外筒间距为17 mm及单筒发射的导弹发射过程进行数值研究和分析.计算中考虑水的汽化效应,采用Mixture两相流计算模型求解气液两相流场,网格更新方法采用域动分层法.结果表明,...     

燃气流作用对车载箱式发射的动力学影响

箱式导弹发射过程中,燃气流在发射箱上的作用对发射的动力学过程有重要影响。结合流场计算和发射动力学仿真,研究某型车载发射系统中燃气流对发射过程的影响。研究结果表明:导弹在发射箱导轨上运动过程中,燃气流作用加剧发射箱出口位置下沉,导弹离轨后,燃气流作用加剧发射箱出口位置回弹,对发射过程造成不利影响。     

车载导弹发射过程姿态模拟

为研究车载导弹发射过程系统的动态响应和导弹的运动特性,从理论角度分析了发射过程系统的振动特性,并综合分析了导弹运动扰动原理.在对发射系统合理简化的基础上建立了整车刚柔耦合动力学模型,在模型中考虑了抛盖与燃气冲击载荷,进行了完整发射过程的刚柔耦合动力学仿真.所得仿真结果与试验数据相吻合.研究结果表明,所建刚柔耦合动力学模型能够较真实地模拟导弹发射过程,整个系统结构阻尼设计基本合理,能够满足战术要求.     

基于二氧化碳喷射的导弹热发射新型排导方案设计

针对导流器排导方式在车载导弹热发射过程中具有的烧蚀和架设撤收问题,提出一种利用二氧化碳喷射冲击燃气射流从而降低发射车与导弹表面温度的新型排导方案。以计算流体力学为主要的研究方法,建立三维定常计算模型,分析燃气射流与二氧化碳射流冲击流场的特性,计算并得出：随着下排管道伸入流场长度增加,发射车壁及弹体的温度先降低再升高;随着上排管道与发射车壁夹角减小,发射车壁及弹体的温度逐渐降低;随着上排管道出口到下排管道高度减小,发射车壁及弹体的温度逐渐降低。该方案在喷管出口到地面距离改变后的其他工况中仍有意义,可以为车载导弹热发射降温排导提供可行的全新设计思路。     

火箭发射场坪排焰道口射流研究

为了研究火箭发射场坪上排焰道口射流流场的弯曲变化规律,基于亚声速直线射流的理论公式,提出一种横风场中亚声速弯曲射流分析方法。推导了非均匀风场作用下亚声速弯曲射流轴线方程,以及弯曲射流半宽、横截面速度、质量流量和轴线速度的近似公式;在恒定风速横风场条件下采用近似公式和计算流体力学（CFD）两种方法计算不可压缩弯曲射流的轴线和速度分布,基于CFD结果对近似公式的参数进行修正,根据近似公式参数变化分析初始半宽和速度比对射流的影响。结果表明：近似公式可以较准确地描述射流现象;初始半宽的变化对射流形状影响较小;速度比的变化对射流形状具有显著影响;所采用的理论方法在分析发射场坪排焰道口射流时具有可行性。     

箱装导弹发射动力学分析与测试研究

为保障导弹发射安全,研究某导弹贮运发射箱设计可行性及发射过程中箱弹动力学特性.基于多体动力学理论,建立了发射系统动力学仿真分析模型,并利用Fluent软件建立了贮运发射箱流场分析模型.仿真分析结果表明:贮运发射箱与导弹适配性较好,能够满足导弹发射安全性要求.飞行试验测试结果验证了设计方案及仿真分析结果的有效性.     

基于动网格的某发射装置流场数值模拟

为了研究某型发射装置在发射过程中的流场特性,建立了该发射装置的弹道模型,耦合其发射弹道模型并利用Fluent动网格技术,对包含弹运动的发射装置炮口、炮尾同时有火药气体喷出情况下复杂流场进行了数值仿真,仿真得到了发射装置在整个发射过程中流场的形成与发展变化;并对炮口与炮尾流场的变化规律进行了详细的分析,通过监测炮尾、炮口相关区域的冲击波,得到整个过程相应区域的超压值,对于预测冲击波在相关区域产生的危害具有指导意义。     

基于CFD的转管机枪助旋制退器流场超压仿真及对弹丸初速影响分析

为了研究转管机枪助旋制退装置流场超压特性及对弹丸速度的影响,运用经典内弹道方程求解流场边界条件,采用计算流体力学中的非粘性、非定常可压缩气体流动方程和动网格技术,对有、无膛口旋转制退装置的膛口流场进行了数值仿真,对弹丸的增速规律进行了计算。对2种情况的仿真结果进行了分析对比,结果表明:有助旋制退装置时膛口流场最大超压值增加约2倍,弹丸速度增加3.61 m/s。     

多片弹翼反坦克导弹动导数数值计算

为估计一种多片弹翼反坦克导弹动态气动特性,改进现有的数值模拟计算飞行器动导数的方法。采用准定常方法,利用滑移网格技术模拟飞行器定常滚转运动流场。使用减缩频率法,通过更改来流条件,模拟飞行器的非定常俯仰振荡运动。在此基础上介绍了滚转、俯仰阻尼力矩的具体计算过程。将这些方法应用于标准验证模型和一种多翼反坦克导弹的动导数计算中。计算结果表明：用这些计算方法计算飞行器的动导数,具有精度高、效率高的特点,可以被工程应用所参考。