弹丸底排—侧喷干扰流场数值模拟

应用隐式有限体积 TVD 格式数值模拟了弹丸底排流-侧喷流共同干扰流场,研究了底排流动对于弹丸侧喷干扰流场的影响,分析了弹丸底排-侧喷共同干扰流场的特性,表明底排流具有添质加能和引射两种相反的作用,发现底排流减弱了侧喷流对弹底流动的影响,研究结果对于底排-火箭复合增程技术具有重要的参考价值。     

弹丸跨音速非对称绕流的数值分析

用数值模拟方法研究弹丸在跨音速，小攻角状态下的流动特性。数值模拟的出发方程为三维Ｅｕｌｅｒ方程，数值格式为有限体积的隐式ＴＶＤ格式。通过数值模拟，研究了弹丸在Ｍ∞＝０．９６和Ｍ∞＝１．１，攻角α＝４°状态下的流场特征，结果显示，弹体表面产生明显的非对称激波。     

基于流场数值模拟的弹道一致性研究

弹道一致性是制式弹丸在改进过程中经常遇到的工程问题,为实现不同头部外形弹丸的弹道一致性,采用高精度高分辨率的有限体积TVD格式,应用流场数值模拟的方法,寻求阻力特性相接近的弹丸外形,流场数值模拟和弹道计算结果表明,该方法具有一定的可行性,对弹道一致性研究具有重要的参考价值．     

重叠网格法在横喷干扰流场数值模拟中的应用

文中利用对称TVD格式和重叠网格技术数值模拟了尖拱头部-圆柱弹身的横向喷流层流干扰流场,并利用计算结果初步研究了喷口附近流场波系结构、涡系结构及流动分离等特性,还比较了计算和实验得到的物面压力分布,两者基本吻合.     

应用TVD格式数值分析低阻远程弹丸绕流场

从全Navier-Stokes方程出发,结合高雷诺数两方程κ-ε湍流模型,应用三维隐式有限体积TVD格式,数值仿真了低阻远程弹丸在来流马赫数Ma∞=0.96,Ma∞=1.1和Ma∞=2.5,攻角α=4°时的绕流流场.为避免分区计算而用代数方法生成了弹丸绕流场O型网格,计算结果得到了清晰的流场波系结构,弹体的迎风面和背风面流场呈现明显的非对称性,弹体表面的压力分布表明低阻远程弹丸的外形设计优化了弹丸的空气动力特性.     

基于流场数值模拟的空心弹阻力特性优化方法

应用高精度高分辨率的隐式有限体积TVD格式,结合分区算法,数值模拟了不同收敛面积比的空心弹丸内外流场,系统研究了空心弹丸内外流场的波系结构和阻力特性的有关规律,证实存在使得空心弹丸阻力最小的收敛面积比,表明该方法是空心弹丸阻力特性优化的有效方法.     

火炮弹丸底排作用时机的初步分析

论述了底排作用的时机，提出底排作用时间可选取0．3～0．6Ts，最大不超出Ts，为了增大射程和提高密集度，必需注意炮口处底排药剂的连续正常作用，要确保不熄火。否则，出现延迟点火将会明显的损失射程，而且二次点火的时间散布将导致弹丸纵向密集度的下降．     

双时间法在弹丸非定常流场模拟中的应用

采用Jameson提出的双时间推进方法改进的隐式有限体积TVD数值格式,对有攻角高速旋转SOCBT弹丸非定常流场进行了数值模拟.计算结果表明流场在经过约一个旋转周期之后形成了动态稳定状态,弹丸表面压力呈现出稳定的周期性波动,整个绕流场表现为非定常周期性变化,计算得到的马格努斯力系数与试验值的对比令人满意,说明该格式是进行弹箭非定常流场数值模拟的有效方法.     

含侧向支柱冲压增程弹用进气道复杂流场数值模拟

采用块结构网格与二阶精度流场分区求解技术,对含侧向支柱冲压增程弹丸进气道内外复杂流场进行了数值模拟。通过数值模拟得到了对应于不同来流马赫数和攻角情况下,临界工况时,超声速进气道内外粘性流场复杂的波系结构。当进气道扩压段有侧向支柱存在时,进气道总压恢复系数和动能系数均有所降低,而流场畸变指数则显著增大。由于攻角的存在,进气道总压恢复系数和动能系数均有所降低,而流场畸变指数则明显增大。     

高速旋转侧喷流场数值分析

为了研究高速旋转侧喷流动特性,以旋成体弹丸为模型,采用隐式有限体积TVD格式,结合高雷诺数两方程κ-ε湍流模型,对高速旋转侧喷三维流动进行了数值模拟.计算结果获得了清晰的流场图谱.进行了无旋转与高速旋转情况下弹丸侧喷流动波系结构的对比和分析,表明高速旋转对弹丸侧喷流场的侧向流动及底部流动均形成了一定干扰,高速旋转导致侧喷流顺旋转来流方向倾斜,并使其对弹底流动的影响减弱,弹丸空气动力特性中的波阻变化不大,底阻有所减小.其结果为高速旋转侧喷干扰流动研究提供了重要的理论基础.     

高速旋转底部排气弹的三维流场数值模拟与分析

为研究高速旋转条件下底部排气弹的减阻特性,运用滑移网格技术进行底部排气弹三维流场的数值模拟。研究了不同转速条件下底部排气弹的减阻特性,分析了旋转效应对减阻性能的影响以及一定阻力系数下排气参数与弹丸转速的约束关系。研究结果表明：同一个排气参数下,阻力系数随转速增大而减小;同一个转速下,阻力系数随排气参数的增大呈现先减小、后增大的变化规律;高速旋转使得底部排气弹具有更好的减阻效果;减阻期望一定时,排气参数与弹丸转速呈现此消彼长的关系,对于确定转速的底部排气弹,存在着最优的排气参数。     

底排点火具参数设计及其与底排药柱的匹配

介绍了点火具静止测时装置的设计思路，论述了点火具的主要技术指标－常温燃烧时间的控制以及提高其精度的途径；研究了点火具喷气孔径、装药量对底排弹弹道性能的影响以及点火具技术参数与底排药柱力学性能之间的匹配关系。     

排气能量对底部排气弹气动特性影响的数值模拟

远程压制武器在现代战争中的作用越发凸显,各种增程技术成为现代火炮技术研究的重要方向,而底排减阻是重要的方法之一。底排药剂燃烧产生的气体含有相对较高的能量,重点研究底排气体能量对底部排气弹气动力特性的影响。建立底排能量边界条件,采用添加人工粘性项的MacCormack差分格式求解三维Euler方程组,数值求解绕底部排气弹弹丸流场,得到底部阻力等气动力系数。分析表明,能量是影响底部排气弹气动力特性进而影响减阻增程效果的重要因素之一,在一定条件下提高底排气体温度,有利于增大弹丸射程。研究结果可为进一步研究底部排气弹减阻增程提供参考。     

旋转导弹横向喷流/超声速来流干扰数值模拟

以旋转坐标系下Navier- Stokes方程为控制方程,用有限体积法、对称TVD格式和重叠网格技术对带有单股和两股横向喷流旋转导弹的喷流干扰流场进行了数值模拟,计算了喷流与来流、喷流与喷流之间的干扰情况。结果表明：两股喷流增强了与来流之间的干扰,喷流与喷流间也存在干扰;两种干扰影响使力放大因子较单股喷流高;旋转使喷口前的分离区形状改变;在背风面喷流时,旋转使喷流羽流发生周向偏转,影响喷流干扰力放大因子。     

底排装置瞬态泄压过程数值模拟

为了研究底排弹出膛口到自由飞行阶段膛口流场发展过程以及弹丸底部参数变化,采用二维轴对称平均N-S方程和一方程S-A湍流模型研究了底排弹出膛口过程中近膛口以及底排装置内腔的流场特性。同时为了进行验证对比,研究了普通弹丸出膛口过程的近膛口流场特性,底排弹以及普通弹丸的运动通过FLUENT软件中网格的动态铺层得以实现。获得了清晰的外流场波系结构以及底排装置内腔的压力及温度的变化规律,计算结果表明,普通弹丸出膛口过程的近膛口流场波系结构与实验图片相符,证明了本文采用的数值方法的可行性,计算结果为底排装置内（燃烧室）固体燃料的非稳态燃烧过程以及固体燃料的力学性能的分析提供了丰富的数据参考,同时为膛口流场的研究提供了参考。     

多重网格技术在侧喷干扰流场模拟中的应用

开展了多重网格技术在侧向喷流干扰流场数值模拟中的应用研究.采用修正的限制算子和回插算子,解决了多重网格技术在超声速/高超声速侧向喷流干扰流场模拟中的稳定性问题.使用全近似(FAS)格式和两重网格V循环,数值模拟了不同条件下的单、多喷流干扰流场,计算结果表明:应用修正算子的多重网格技术可以显著提高侧向喷流干扰流场计算的收敛速度,并且计算稳定性好.     

底排弹底排装置内弹道参数计算模型

本文给出了求解底排弹底排装置内弹道参数的方程组,并在试验研究的基础上建立了能反映几种主要因素对底排药剂燃速影响的新的燃速公式,从而解决了在求解上述方程组中最为关键的问题.解法的正确性通过在低压舱内进行的底排弹高空动态模拟试验得到了验证.实测的底排装置内的燃气压力随时间变化曲线与利用上述计算模型计算出来的曲线吻合得较好.     

底部排气弹增程率的确定

本文提出了底部排气弹极限增程率与最大可能增程率的概念及计算方法.论述了减阻率与增程率的关系,提出了在论证与总体设计阶段,利用最大可能增程率设计底部排气弹的方法,本文为充分发挥底排增程效果.进行底部排气弹的优化设计提供了基础.     

底部排气弹底排装置点火过程对距离散布的影响

通过简单的数学处理得到了因底排药剂的点火延尺引起的距离散布的计算公式，将该公式用于试验数据处理可以看出改善点火条件，对解决底排弹的纵向密集度问题具有重要的意义．