开槽管状药内弹道模型及计算

该文根据开槽管状药的装药结构特点,建立两相流内弹道理论模型.在定义了开槽管状药的肉厚与槽宽的基础上,推导出形状函数,采用差分方法求解.计算结果表明,开槽管状药透气性好,点传火容易,压力波振幅小,计算结果符合膛内射击过程的变化规律.     

高压条件下伴随化学反应两相流动的数值模拟

建立了高装填密度火药床在高压条件下的一维两相流体力学方程组，探讨了两相自由射流边界的处理方法，并对其进行了数值求解．揭示了对流燃烧过程的燃烧机理．数值结果与实验测得的压力曲线和火焰阵面曲线有较好的一致性     

考虑液滴尺寸分布气液两相爆轰流场数值仿真

研究脉冲爆轰发动机喷射装置模型问题,针对两相爆轰流场中燃料液滴半径实际上分布的不均匀性,为了建立更符合实际的模型,提出了多尺寸分布的两相爆轰方程.应用二维守恒元和求解元方法(CE/SE方法)对其进行数值仿真,得到了液滴初始半径分布对管内流场的影响.液滴初始半径分组时爆轰波速度介于不分组时最小液滴半径和最大液滴半径的计算值之间;分析了液滴初始半径不同分组时,液滴平均半径越小,爆轰波最大压力和爆轰波出口速度越大.仿真结果证明用CE/SE方法可有效捕获两相爆轰波间断能力.研究成果为脉冲爆轰发动机喷射雾化装置设计提供设计依据.     

等离子体点火对PDE一维两相爆轰影响的数值计算

建立了PDE管内利用等离子体射流点火过程的一维两相流体动力学数学模型,并用CE/SE方法对管内两相爆轰过程进行了数值模拟。分析讨论了等离子体射流点火不同射流时间及点火能量对于爆轰波形成的影响。结果表明:与常规火花点火相比,等离子体射流点火可以缩短DDT时间约35%,缩短DDT距离约30%;在能够形成爆轰的情况下,等离子体点火能量和点火时间的增加对DDT距离影响很小。计算结果对提高脉冲爆轰发动机的运行频率具有重要的参考价值。     

脉冲爆轰发动机冲击波外流场数值模拟

为了研究脉冲爆轰发动机冲击波外流场的变化特点,利用CE/SE方法,推导了二维粘性湍流模型的网格数学离散模型.计算中采用标准k-ε两方程湍流模型,对于近壁区域采用低雷诺数模型进行处理.模拟得到了脉冲爆轰发动机外流场中压力、温度的变化规律.模拟结果表明,脉冲爆轰发动机外流场中存在相互作用的旋涡、激波和膨胀波.模拟结果对脉冲爆轰发动机外流场特性研究具有重要的参考价值.     

混合颗粒床中颗粒轨道模型及其数值模拟

以含粒状、管状火药的混合装药结构火炮为工程背景，建立离散的颗粒轨道模型。气相用欧拉法描述，颗粒相和管状药用拉格朗日方法描述。两相的相互作用反映在守恒方程的源项中。并用数值方法进行了求解，计算膛压和初速与实验有较好的一致性。     

CE／SE方法在障碍物对爆炸冲击波干扰流场计算中的应用

应用高精度的CE／SE方法对厂房中爆炸冲击波扫过障碍物挡墙形成的流场进行了二维数值模拟，具体分析了障碍物、厂房内壁与冲击波相互作用的规律，得到了能够反映障碍物作用前后波系结构变化的压力等值线图．数值结果显示了冲击波遇障碍物发生反射、绕流等现象，形成复杂波系；通过与尤障碍物存在的爆炸流场对比，分析了相对于爆点不同位置的障碍物对爆炸流场的影响；最后改变爆点个数，对爆炸流场的变化做了进一步分析．数值模拟结果符合相关物理规律．     

冲压加速机理数值研究

建立了求解二维 Euler方程和 Navier-Stokes方程的 TVD有限体积格式 ,对口径为 38mm冲压加速器内弹丸周围的无粘流场和层流流场进行数值研究 ,模拟了冲压加速器内复杂的激波系 ,分析了冲压加速器内激波加热点火机理和弹丸速度的影响 .     

中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机工作过程与性能的影响

为分析中心锥对液态燃料旋转爆轰发动机(RDE)工作特性的影响,在环形阵列式RDE上,以汽油/富氧空气为工质,开展了液态燃料RDE实验研究。测量发动机在不同中心锥位置l/L（l为燃烧室内壁面等直段末端与燃烧室外壁面末端的距离,L为燃烧室外壁面长度）和中心锥锥角θ时的一维推力,分析了推力和燃料比冲的变化趋势。实验结果表明：改变l/L和θ未对旋转爆轰波传播模态产生影响,各工况下旋转爆轰波均为双波对撞模态;受预爆轰管切向喷注孔的影响,双波对撞点无法稳定于预爆轰管出口附近;爆轰波传播速度和频率随中心锥位置的前移呈下降趋势,当l/L=0%、θ=20°时,推力和燃料比冲分别为951.6 N和1 151.8 s, 为所有实验工况中最大值;随着l/L或θ增大,爆轰产物轴向膨胀距离变短,中心锥头部突扩位置处膨胀波影响增强,外流场中心锥型面约束作用减弱且高温燃气径向膨胀增强,发动机出口高温燃气轴向分速度逐渐减小,发动机推力和燃料比冲逐渐减小;当l/L>25.5%或θ>40°时,受熄爆再起爆和膨胀波增强影响,发动机推力和燃料比冲下降速率增大。     

内弹道多维多相流壁面边界条件探讨

文中介绍了内弹道多维多相流壁面边界条件的几种处理方法。根据膛内流动的特点，提出了单侧差分格式处理壁面边界条件的方法。数值实践表明，该方法解决了边界点与内点的协调关系，是一种较好的方法。