序列装药内弹道过程的模拟分析

基于经典内弹道学理论,建立了序列装药的内弹道数学模型.用MATLAB语言编写了模拟程序,以某小口径武器为对象,模拟分析了不同装药量、喷孔直径和点火时间差对p-t和v-t曲线的影响.结果表明,附加药室的装药量存在一理想值,此时附加药室火药的利用率最高;喷孔直径存在一域值,大于或小于该值,初速都将变小;点火时间差为某一值时,最大膛压不变且作功能力最强.合理选择附加药室装药量、喷孔直径和控制能量补充时间是能否在最大压力处实现压力平台的关键.     

随行装药内弹道一维气动力模型及数值模拟

基于固体随行装药内弹道设计的需要,建立了包容式固体随行装药内弹道一维气动力模型.考虑了弹丸的变质量问题,针对30 mm火炮结构参数采用MacCormack格式进行了数值求解,得到随行装药不同时刻弹后空间压力分布曲线,并与常规装药弹后空间压力分布进行了对比分析.结果表明,在装药、弹重、最大膛压不变的条件下,随行装药弹底压力较高,初速较高,提高了内弹道的推进效率.     

MTO催化剂离心喷雾干燥制备过程的数值模拟

采用CFD模型对MTO催化剂喷雾干燥过程进行了非稳态数值模拟,得到了10s内热空气的湿含量、温度、速度、速度向量分布,以及催化剂颗粒的运动轨迹、停留时间和粒径分布.通过与试验结果的对比分析表明,模拟结果可信,模拟离心式喷雾干燥过程可行.     

碳酸钙分解两相流的数值模拟

<正>以悬浮预热和窑外分解技术为核心的新型干法水泥生产技术是70年代以来发展起来的新工艺,目前世界各国水泥工业都在重点发展和普遍应用.窑外分解技术的关键是分解炉.图1是F.J.mith公司开发的喷腾式分解炉,E.KolyfetiS等人用准一维无滑移模型数值研究了燃烧及碳酸钙分解过程.根据实际问题,本文运用反应流的基本方程及SIMPLE方法初步研究了稳定轴对称型分解炉中碳酸钙颗粒在恒温气流中分解的两相流,计算区域如图2所示.颗粒运动采用无滑移模型,这主要是因为炉内的CaCO_3.粉体的平均粒径很小,颗粒的速度及温度在几毫秒中就能与气体达到平衡.本文将这种方法用于研究窑外分解炉.至于炉内的煤粉燃烧过程,由于更为复杂,将会待于进一步研究.     

稳态爆燃随行装药技术研究

阐述了含能材料稳态爆燃过程,提出了以稳态爆燃作为随行装药推进能源的概念,分析了稳态爆燃随行装药的物理过程,建立了稳态爆燃随行装药的经典内弹道模型,并编写出相应的计算程序,对经典内弹道模型进行了数值求解。结果表明,利用稳态爆燃作为随行装药的参源显著提高火炮弹丸的初速,是一种很有前途的火炮发射技术。     

随行装药内弹道数据库中实验信息模块的设计

为促进随行装药内弹道研究的科学化和信息化,开发了随行装药内弹道数据库系统.该系统采用Visual Basic 6.0作为前台开发工具,采用Access作为后台数据平台实现.系统包括:系统用户管理、火药参数管理、实验信息管理、数值模拟管理、研究资料管理和帮助6大模块.着重介绍系统中具有重要作用的实验信息管理模块的设计实现.该软件的编制对于随行装药内弹道的研究具有实际应用价值.     

装药弹道性能模拟技术的新进展

本文对发射药的弹道性能模拟技术作了专题综述。文中主要介绍了三种模拟技术——数学模型法、密闭爆发器法与动态弹道模拟法的新进展,着重分析了密闭爆发器法和动态弹道模拟法各自的优点和尚待解决的问题。     

锥形装药形成射流的数值模拟

利用AN SY S/LS-DYNA 3D有限元分析软件,对两种装药(TATB和TNT)两种不同锥角(53°和43°)药型罩的形成射流分别进行了数值模拟与对比分析。结果表明,53°锥角药型罩产生的射流短而粗,43°锥角产生的射流细而长,高能炸药产生的射流速度高,这与现已成熟的理论相吻合,验证了该数学模型和状态方程所选用参数的正确性,为设计或研发新型锥形装药产品有效降低试验成本并缩短研发时间提供了依据。     

管式离心机固液两相流场的数值模拟

简单介绍了管式离心机的主要技术状况、不足及FLUENT软件;在简化的基础上,从单一相连续方程入手建立了管式离心机内的固、液两相流动数学模型,通过计算网格划分和边界条件的确定,用FLUENT二维数值模拟了该机内的两相流流场及随时间变化的分离状况,得出了直观的机内不同截面上的速度分布及分离颗粒的体积分布云图。模拟结果符合该机的运行规律,为进一步深入研究奠定了基础。     

单喷嘴混流压力式喷雾干燥三维数值模拟

以两相流及传热传质理论为基础,采用FLUENT软件对PD100型单喷嘴混流压力式喷雾干燥器进行了三维数值模拟,从而实现了对塔内雾化液滴粒径及粒径分布、塔内温度场、速度场的仿真,为单喷嘴混流压力式喷雾干燥塔的优化设计提供理论依据。     

多层发射药内弹道模型及数值求解

基于经典内弹道理论建立了多层发射药的内弹道模型,用MATLAB编写了计算程序,以59式100mm高炮发射装药为基础进行了数值模拟.计算结果表明,在假定各层发射药为双芳-3、单基药、高能硝胺药、双迫药,发射药层数由1层依次增加到4层时,初速分别增加了3%、3.63%、3.69%;当燃烧层的燃速比为1:1.4:1.8:2.2,燃烧层的厚度比为5.5:1.5:1:2时,最大膛压为306.4 MPa,初速为932.4m/s,此时初速增加3.69%,且最大膛压未变,压力平台效果明显.从内弹道过程和工艺技术的可行性方面考虑,多层发射药采取3层即可达到较好的效果;对于多层发射药,当武器选定后,最优化的燃烧层厚度比和燃烧层燃速比存在唯一确定的关系,此时,在保持最大膛压不变的情况下,初速增加最多.     

火药破碎敏感度的数值计算

国内外普遍使用压力一时间曲线上的第一负压力波幅值来描述压力波的强度,用来检验装药安全性。本文将火药破碎程度与压力波敏感度联系起来，在双一维两相流内弹道模型的基础上进行数值模拟，计算得出了破碎度与第一负压力波幅值，第一负压力波幅值与最大膛底压力关系的曲线。指出用破碎度可以为装药安全性研究提供一种有价值的方法。     

线性聚能装药切割岩石的数值模拟

运用改进的MOCL程序,数值模拟了线性聚能装药金属射流的形成以及射流侵彻岩石的全过程,得到了锥角为60°的聚能装药结构爆轰产物膨胀、药型罩变形、射流形成过程及锥角为60°和90°时的射流速度梯变分布。不同时刻射流的分布显示,在拉伸过程中,锥角为60°的聚能射流速度变小,速度梯度较大,头部速度为4500m·s-1;锥角为90°的聚能射流,头部速度为3500m·s-1速度梯度较小,与实际物理过程相一致。结果表明,模拟结果基本符合聚能射流的物理现象和规律,说明采用的物理模型和数值算法是合理的。     

TNT装药水中爆炸的数值模拟

采用AUTODYN软件对不同起爆方式下TNT装药水中爆炸模型进行了数值计算,并对计算结果进行了实验验证.根据计算结果分析了中心起爆、端面中心起爆和端面面起爆情况下,在装药不同方位的水中冲击波压力峰值随距离的变化趋势.计算结果表明,端面起爆状态下,装药径向的冲击波压力峰值均大于端部;中心起爆状态下,一定距离处,装药端面的压力峰值大于径向.改变起爆方式,可以实现水中爆炸冲击波能量的定向增益,提高特定方位爆炸能量利用率.     

关于刚性组合装药“全等式”结构与“不等式”结构的讨论

根据国内外刚性组合装药研制、装备使用的历程 ,对“全等式”与“不等式”两种结构形式进行了比较 ,对“全等式”结构存在的矛盾及解决途径进行了讨论。最后 ,建议将不等式双模块系统做为国内 15 5 mm火炮用刚性组合装药的首选方案     

水平管气力输送的数值模拟研究

对气体相湍动能采用修正的k-ε二方程模型,颗粒相湍动动能采用颗粒动力学方法,考虑两相间的相互作用,发展建立了水平管气力输送的数学物理模型和计算方法.该模型能计算颗粒相压力、粘性系数、扩散系数、导热系数、颗粒温度等流体力学特性参数.用文献实验得到的压降和转捩速度验证了所建模型和计算方法的正确性.就水平管中圆柱坐标系下典型的三维悬浮气力输送过程进行了初步数值研究,得到了管道沿程压降、平均气体速度、平均颗粒速度和平均颗粒浓度的变化、以及输送方向上不同截面处的颗粒浓度分布.结果表明:在给定的输送条件下,颗粒在管中并不总是维持同样的悬浮状态,在入口和快速加速度段,悬浮颗粒易集中于管中心区域,从加速段到恒速段,悬浮颗粒逐渐向管底沉降;颗粒浓度在管截面上有两种分布状态.为进一步利用该法研究气力输送打下了基础.