消融毛细管等离子体发生器一维数值仿真

消融毛细管等离子体发生器是电热化学发射系统中重要的组成部分。针对一种用于生成等离子体的标准消融材料——聚乙烯，本文建立了适用于等离子体发生器的一维控制方程组，并利用MacCormack的显隐格式进行数值求解，仿真出了等离子体发生器放电特性参数以及发生器内的一维流动情况，并由实验得到了验证。本文的模型可以对等离子体发生器的工作特性进行预测。     

氩/氢等离子射流特性研究

为了研究等离子体射流场的特性,通过测量等离子体发生器的工作参数,并根据能量守恒原理,计算出等离子体发生器出口射流的平均焓值、平均温度及其分布;由于等离子体发生器出口处射流温度高达104K以上,其特性参数的直接测量非常困难;试验中分别改变等离子系统的电流大小、主气和次气流量,观察等离子射流的参数变化,并对碳/碳复合材料进行烧蚀实验;结果表明:在等离子体发生器的出口处,射流温度呈抛物线分布;随着电弧电流的增大,等离子体发生器射流的焓值、温度和速度都显著提高;增加主气气体流量,射流焓值与温度呈下降趋势,而增加氢气流量时,射流焓值与温度将会得到显著提高。随着温度和焓值的升高,碳/碳复合材料的烧蚀率增大,烧蚀形貌有很大的变化。     

基于散射中心模型的典型目标宽带雷达回波仿真

分析宽带雷达条件下目标的散射特性,由局部性定理可知扩展目标的电磁散射特性可由不同散射中心表示。采用基于几何绕射理论的GTD散射中心模型描述目标高频电磁散射特性,提取散射中心参数,给出宽带雷达目标回波仿真方法,将目标散射特性与雷达发射信号进行计算得到典型目标基带回波信号。以某战机为例,利用提取的散射中心参数,重构宽带雷达目标回波信号,并对模拟的回波信号匹配滤波得到目标一维距离像。分析了一维距离像的展宽与偏移并得到精确一维距离像,该距离像真实地反映了目标散射中心的距离信息和归一化幅度信息。     

某新型炸药冲击起爆试验与临界起爆特性研究

采用平面波发生器爆炸驱动不同厚度的飞片撞击带隔板装药,获得了某新型炸药与THAL,炸药的冲击波起爆临界隔板厚度.基于一维冲击波传播理论,建立了炸药临界起爆特性参数分析模型,并利用所测的两种炸药冲击波起爆临界隔板厚度,结合炸药及隔板材料的冲击Hugoniot参数测试结果,计算得到了两种炸药的冲击波临界起爆压力和起爆能量常数.     

注装B炸药冲击起爆特性试验

提出了一种系统测试装药一维冲击起爆特性参数的方法,并测得了注装B炸药的一维冲击起爆特性参数。     

脉冲成形网络与毛细管等离子体发生器的计算

电容储能脉冲成形网络和消融毛细管等离子体发生器是电热发射系统的两个重要组成部分,电网络的放电电流和等离子体负载在整个放电过程中是互相耦合的.文中将电容储能脉冲成形网络电路的简化模型与等离子体发生器一维模型结合,对等离子体发生器放电实验进行预测,并与实验结果进行了对比,这种计算对脉冲成形网络和等离子体发生器的设计和运行都具有指导意义.     

磁通量压缩发生器电枢的动力学特性仿真计算研究

为了有效地提高磁通量压缩发生器的输出性能,设计了一种柱锥形结构的磁通量压缩发生器,研究了发生器结构的动力学响应特性。采用聚类算法和文本挖掘技术对非线性动力学仿真软件LS-DYNA进行了二次开发,编制了节点随机失效和有限元网格自动分离程序,建立了一个仿真模型,实现了对发生器的动态膨胀和断裂过程的数值仿真计算。给出了发生器电枢的膨胀角、径向膨胀速度及断裂半径等重要参数的变化。计算结果表明,该模型可以较好地预测电枢发生断裂的时间和位置,且计算得到的电枢膨胀角、径向膨胀速度和断裂半径与理论计算结果较为接近。     

履带车辆电传动系统减速机构热特性

为进一步提升履带车辆的运行稳定性,采用一维与三维相结合的方法开展履带车辆电传动系统减速机构热特性研究。利用一维软件快速计算减速机构各润滑冷却孔口出口压力和流量,以及功率损失和热量传递路径,作为三维软件的仿真边界条件;利用三维软件仿真润滑流场和温度场,得到减速机构温度分布情况。分析履带车辆电传动系统机械构件热特性研究流程,研究过程充分显示了一维与三维软件相结合的仿真方法在齿轮热特性分析中的有效性,提升了仿真结果精度,缩短了仿真时间,为履带车辆电传动系统热特性研究提供了技术参考。     

带有中心点传火管的燃气发生器两相流数值模拟

建立带有中心点传火管的燃气发生器的两相流数学模型。针对中心点传火管的点传火过程采用了一维两相流数学模型,管式燃气发生器的能量释放过程建立了二维两相流数学模型,通过气固交换建立了二者的耦合作用,并采用Mac Cormack 预估校正二步显格式编制了内弹道计算软件,进行了仿真计算,仿真计算结果与试验结果符合良好,验证了模型的正确性,为管式燃气发生器的结构设计及优化提供了理论基础;同时根据仿真结果对管式燃气发生器的能量释放过程进行了分析,结果表明均匀一致的点火条件是管式燃气发生器平稳释放能量的前提,点火能量的均匀释放才能保证燃气发生器内火药燃烧过程可靠,能量释放过程可控。     

流量控制型燃气发生器的温度敏感度分析

对流量控制型燃气发生器使用压力指数不固定的推进剂时，根据初始温度确立了燃速的温度敏感度等参数的数学关系。该模型可用于端面燃烧式利用改变喉道面积进行流量控制的燃气发生器。提出了相对一定工作压力范围和燃料流量控制范围的计算例子。利用该结果可以鉴定满足要求的推进剂燃速特性。     

SPETC炮等离子体发生器自由喷射放电特性研究

从多个方面对固体工质电热化学（SPETC）炮中等离子体发生器的自由喷射放电特性进行了研究。通过在不同毛细管几何参数、不同消融毛细管材料、不同PFN放电参数、不同脉冲叠加方式等条件下的百余次放电实验，结合数值分析，得出了在上述不同条件下，自由喷射等离子体发生器的主要放电特征参数的基本变化规律。     

一维模型在高负荷风扇中的应用及适应性分析

针对弹用涡轮发动机风扇/压气机准三维设计体系中一维性能仿真模型开展研究,通过模型对弹用高通流、高负荷风扇进行特性仿真,利用试验数据对一维性能仿真模型的仿真结果精度进行校核,并结合三维CFD仿真结果对一维仿真模型结果偏差进行分析。研究表明：对于高负荷、高性能单级风扇,在80%～100%转速下,一维中径性能仿真模型精度相对较低,而三维CFD方法可以较好地预测高负荷风扇的性能;通过与三维CFD结果对比分析,认为导致一维中径仿真模型结果误差主要因素包括叶型模型不匹配、串列叶片等效模型偏差以及激波结构不匹配等。     

一维绝热等熵微喷管分析与计算

对喷管出口接近真空情况一维稳态可压缩微喷管内流体进行了理论分析,研究了微喷管几何结构参数,喷管入口流体压力,喷管入口流体温度,喷管出口环境背压和不同工质对喷管出口性能参数的影响,并进行了一维微喷管绝热等熵计算程序设计。针对喉部宽度为19μm,刻蚀深度为300μm,几何扩张比为5.4的微喷管进行了数值计算,计算结果表明:随着微喷管入口流体压力的增加,流体的流量增加,喷管出口推力增大,喉部特征雷诺数增加;在相同的微喷管入口压力下,随着微喷管入口流体温度的增加,喷管出口的比冲增加;随着微喷管出口环境背压的增加,微喷管出口的比冲随之减小;对于不同流体工质,微喷管性能参数受工质摩尔质量、分子内原子数目和动力黏度影响。     

在线弹道参数滤波与辨识方法分析

为解决基于雷达探测系统的一维弹道修正弹的快速在线弹道参数辨识及精度分析问题,针对阻力环体制的一维弹道修正弹,建立了适配于一维弹道修正弹的飞行控制弹道模型,并基于卡尔曼滤波理论建立了弹道滤波模型,给出了弹道预报的方法。结合扩展卡尔曼弹道滤波模型,计算分析了数据测量精度、基础阻力系数变化等因素对预报弹道落点的影响。研究结果表明:为了提高无控弹道和修正弹道的预报精度,应尽可能准确地获取全弹的阻力系数,并进行若干发炮射试验,通过反复调整预报-校正分段以确定出较佳弹道参数方差,来提高后续弹道预报精度。     

可燃容器对小号模块装药压力波影响的研究

分析了双元模块装药小号装药的结构特点,针对小号装药的2号装药压力波现象较为突出的问题,建立了双一维多相流内弹道模型,给出了可燃容器燃烧规律,分析了可燃容器能量参数对压力波的影响。通过对可燃容器不同能量参数的对比试验研究及利用多相流内弹道理论仿真分析,得到了可燃容器能量特性对2号装药压力波的影响规律,理论仿真结果与试验结果一致,为分析小号装药压力波现象及可燃容器参数优化设计提供一定参考。     

弹载爆磁压缩发生器动态电感的计算

动态电感在弹载爆磁压缩发生器的设计计算中具有举足轻重的地位。为了解决动态电感的计算问题,将镜像电流模型运用到了某弹载爆磁压缩发生器的电路参数计算中,并进行了详细的推导,编写了一个弹载爆磁压缩发生器动态电感的数值计算程序。代入设计数据计算后,获得了电感变化曲线,分析得出了发生器运行过程中电感变化的阶段性特点,为下步优化设计及试验提供了依据。     

固体发动机贮存条件下内弹道性能研究

通过对影响固体发动机贮存老化内弹道性能的相关参数进行定性和定量分析。得到燃烧室平均压强、质量流量、推力等最大影响因子;应用所建模型进行了参数辨识。基于参数辨识,采用一维非定常模型对高能固体推进剂贮存条件下发动机内弹道性能进行了预示,并与试验结果进行了比较分析,计算表明所建模型合理,方法有效。     

结构参数变化对等离子体发生器性能的影响

建立了关于电热化学炮底喷式等离子体发生器的零维模型,从理论上分析了消融管长度、半径和喷口半径等结构参数发生变化对等离子体性能所带来的影响。计算结果表明,通过选择合适的结构参数．可以获得一定性能的等离子体。     

一维弹道修正弹气动分析与射程修正控制算法

为了提高炮弹的射击密集度,以安装有阻力环的一维弹道修正弹为研究对象,研究了阻力环结构对弹丸气动特性的影响情况,及通过控制阻力环打开时刻实现射程修正控制的算法。基于数值模拟方法,通过对相同外露高度和不同安装位置的阻力环结构方案进行外流场数值仿真和气动力参数计算,得出不同模型的增阻情况,为一维弹道修正弹气动外形设计提供参考。应用自编的一维弹道修正弹外弹道计算程序,分析了阻力环打开时刻对修正能力的影响,研究了阻力环打开时刻的计算方法。研究结果可为一维弹道修正炮弹的外弹道设计提供依据。     

目标近场电磁散射中心建模与特征参数反演

为了通过较少散射场数据实现雷达目标特性建模和参数反演,提出了一种基于时频图多普勒特征的散射中心建模和特征参数反演方法,采用单频点下的一维角度近场扫描数据实现对目标二维散射中心的提取。通过平滑伪Wigner-Ville分布(smooth and pseudoWigner-Ville distribution,SPWVD)分析方法生成高分辨率时频图,根据不同类型散射中心的多普勒特征,通过Radon逆变换(inverse Radon transform,IRT)提取散射中心模型的位置和幅度参数,并将提取的散射中心位置参数与几何模型参数、散射中心模型重构雷达散射截面积(RCS)与仿真的RCS进行了性能对比。结果表明:该方法只需要单频点的一维角度扫描数据,即可有效提取目标散射中心位置和幅度等特征参数,且重构RCS的均方根误差小于3 dBsm。