基于CFD的炮口制退器效率计算

基于CFD计算了火炮身管自由后坐速度,给出了一种直接计算炮口制退器效率的方法.该方法以带炮口制退嚣三维非定常流场的数值模拟为基础,计算出身管在火药气体作用下的最大自由后坐速度,得到了炮口制退器的效率.为验证本方法,以某炮口制退器为例进行计算,计算得到的炮口制退器效率与实验测得的结果较为吻合.该方法可以详细研究炮口制退器对火药气体分流过程的影响,较准确地得到炮口制退器的效率,为炮口制退器的设计提供有价值的参考.     

炮口感应装定线圈的安装角度

炮口感应装定可以逐发修正炮口初速,炮口制退器形状不合或不允许使用炮口制退器时只好将装定线圈装在炮口侧面,作非共轴感应装定。非共轴感应装定对炮口线圈安装角度要求非常高,并且没有设计规范。为此,通过有限元分析软件 ANSYS 仿真优选出非共轴感应装定线圈的安装角度应为60°。仿真与测试表明,在炮口装定线圈与身管夹角为60°时,磁场分布最为合适,空间装定窗口区间最大。     

在炮架上测试炮口制退器效率的方法

在不具备自由后坐台架试验条件时,在炮架上测试出炮口制退器效率。通过对火炮制退后坐射击过程、火炮自由后坐试验过程、炮口制退器效率计算公式和测试方法的分析,针对在装和不装炮口制退器两种情况,在炮架上直接进行全装药的制退后坐射击试验。分别测量后坐阻力-时间、后坐阻力-位移数据。后坐阻力对时间进行积分求得火药气体对火炮后坐部分的冲量,进而求得自由后坐动能,据此求得在全装药条件下的炮口制退器效率。     

利用消声原理降低炮口冲击波超压值

论述了利用消声原理降低炮口冲击波超压值的可行性。根据小孔扩散消声器的声压级计算公式,推导出了利用消声原理计算炮口冲击波超压值的数学计算方法。火炮发射时,当弹丸出炮口后,火药气体从膛内排空与小孔喷注类似。通过实例计算了制式炮口制退器和采用消声原理的炮口制退器的炮口冲击波超压值。计算值与实测值对比表明,在两种炮口制退器的效率基本相同的情况下,冲击波超压值可降低40%以上,且该计算方法简便易行。     

某火炮炮口制退器性能的研究

对装有炮口制退器的车载炮膛口冲击流场进行数值模拟,得出高低角为17°,方向角为0°情况下膛口及车身上流场复杂波系结构.根据计算结果分析了膛口和车身上冲击波的发展规律.在火炮发射过程中车身最大压力值为169.573 3 kPa.结合流场模拟结果计算了炮口制退器效率,得到制退器效率为35.008%.数值模拟结果为计算车身在冲击波作用下的动态响应提供了先决条件,为火炮的结构设计提供了参考.     

基于流固耦合的复合结构炮口制退器强度分析

为减小炮口制退器质量并能耐烧蚀,设计一种复合结构的炮口制退器。分别采用炮钢和钛合金材料组成炮口制退器的内、外层结构。以带炮口制退器的炮口流场的瞬态动载荷为计算条件,利用单向流固耦合方法对复合结构炮口制退器进行强度分析。分析结果表明：复合结构炮口制退器可满足强度要求,且质量明显小于全炮钢炮口制退器,可为提高炮口制退器的性能提供一种新的设计思路。     

基于动网格的炮口制退器两相流场数值模拟

为较准确地研究火炮发射时高温高压高速的燃气射流经由炮口制退器的流场,对基于动网格的炮口制退 器两相流场进行数值模拟。利用FLUENT 软件,采用光顺和重构的非结构动网格更新方法,使用结构非结构混合网 格技术,建立炮口制退器的流场模型,对弹丸飞出炮口制退器过程中的膛口流场进行数值模拟,并对比分析了燃气 射流中的固相颗粒与气相耦合的两相流场和单纯气相流场对炮口制退器的影响。计算结果表明：考虑了两相的流场 与单纯气相流场在压强分布上存在明显的区别,可为后续炮口制退器的结构设计与优化研究提供一定的参考。     

一种降超压值的高效率身管装置流场分析

炮口制退器是火炮上重要的减后坐力装置,可以有效降低后坐力和后坐位移。但随着炮口制退器制退效率的提高,炮口超压值带来的危害显著增大。针对某型高效率炮口制退器带来的炮口超压值过高的问题,提出一种基于封闭反射膨胀原理的身管装置。采用N-S方程和k-e两方程模型,建立含弹丸的三维数值模型,应用动网格技术和用户自定义函数(UDF)模拟弹丸在发射过程中的运动。通过实验和仿真结果发现,安装炮口装置和身管装置的方案与只安装炮口装置的方案相比,在制退效率仅下降了3%的情况下能够实现监测点的超压峰值下降约60 MPa,为火炮减后坐力方法提供了新思路。     

混合材料炮口制退器的拓扑优化设计

为了达到某口径火炮炮口制退器的轻量化指标,使用拓扑优化分解炮口制退器结构,将合金材料填充加入拓扑优化区域后,整体呈混合材料,以期实现炮口制退器轻量化。在炮口制退器瞬态有限元模型的基础上,定质量为优化目标,考虑各金属合金材料的物理性质和气体动力学冲击载荷的影响,通过数值模拟的方法,对各金属合金材料进行对比择优,获得了最佳的混合材料炮口制退器优化方案。结果表明：使用拓扑优化寻找的轻型炮口制退器材料结构配置的方法在反映燃气冲击响应上具有一定的可信度,新设计结构可以保持制退效率不变,并达到质量减轻、刚强度保持的目的。     

基于深度学习和影响函数法的机翼非定常流场预测

为兼顾非定常流场求解的精度与速度，基于深度学习和影响函数法，提出了一种机翼非定常流场特性预测方法，将影响函数嵌入深度学习网络的训练过程中，并引入早停机制和Dropout机制，实现了机翼流场参数的快速预测。结果表明，该方法具有较高的预测精度并且其计算效率较CFD方法有大幅提高。     

网络异常流量检测方法

针对网络环境中可能导致网络流量异常的问题,归纳了当前主流的网络异常流量检测方法。通过阐明网络异常流量检测过程中的关键问题和核心技术,重点探讨了固定阈值、特征检测、统计分析、数据挖掘、云计算方法的原理和适用范围,对网络流量中异常流量的定义和分类进行了总结,介绍相关的研究进展,并分析异常流量检测的当前现状和发展前景。该分析结果为异常网络流量检测研究提供了参考依据,也为网络安全研究提供了支持。     

超音速燃气射流非定常波系的数值研究

根据ＭＵＳＣＬ格式的基本思想，对格式进行了部分修改，数值模拟了超音速燃气射流流场的结构和发展过程。给出了流场谐波系的变化趋势，得到了流场达到稳定状态的时间和稳定后的流动图形。     

超声速横向气流中射流破碎过程的数值研究

基于流体体积函数（Volume of Fluid,VOF）方法对超声速横向气流中射流破碎过程进行数值模拟,通过与国内外实验对比,验证了该方法捕捉液柱轨迹的准确性和模拟气相流场的可靠性。针对基准工况以及不同动压比工况下超声速横向气流中射流破碎过程的计算,结果表明：高频的周期不稳定波在液柱破碎中起主要作用;液体射流与超声速横向来流存在强相互作用,形成弓形激波、分离激波以及激波交错的复杂激波系;当动压比升高时,液柱沿流向破碎点位置几乎无变化,而液柱破碎点位置的穿透深度明显增加。     

运载火箭增压管路随机性压力跳变机理及试验验证

针对常规在役液体运载火箭一级燃增压路入口的随机性压力跳变现象,通过理论分析、数值仿真及试验验证,提出了燃增压路内存在的两种稳定流型:正常流型和螺旋流型.在随机性扰动的激励下,管路内两种流型发生突变,局部流阻增加,增压管路入口压力产生跳变现象,从机理上复现了燃增压路的随机性压力跳变现象.在此基础上,提出了增加隔板结构抑制...     

基于工作流的复杂产品装配工艺逆向过程控制技术

为解决复杂产品研制生产中装配工艺更改频繁导致管控困难的问题,提出一种基于工作流的工艺逆向过程建模方法.对复杂产品装配工艺逆向流程进行分析,以工作流为核心定义完整的装配工艺问题反馈、工艺变更及新版本工艺下发的工作流程,提出新版本工艺实例化算法,并对工艺执行信息进行整合.结果表明:该方法能实现装配现场问题快速反馈和新版本工艺文件快速下发,能维护工艺数据的一致性.     

非平衡反应流的有限体积 TVD 法及其应用

为了达到提高初速和射程的目的，陆用远程火箭越来越多的采用复合推进剂作为发动机燃料，进而产生高温、高压、多组份含有限速率非平衡化学反应燃气射流，在发射时对武器装备产生强烈的冲击．本文构造了适合此种情况的有限体积ＴＶＤ数值格式，对某火箭武器的射流流场进行了数值模拟，并与试验结果进行了对比，证明此格式的应用是成功的．     

剪切来流下电磁减阻与尾流控制

电解质溶液中圆柱表面附近分布的电磁力可有效改变圆柱流体边界层,控制圆柱绕流。对剪切来流情形下圆柱绕流及其电磁控制进行了实验和计算研究。实验在转动水槽中进行,通过吊杆将装有电磁激活板的圆柱插在槽内液体中。吊杆上的应变片用于测试圆柱的阻力,注入适当的染料用来显示流场。数值模拟时,流场的基本方程为指数极坐标中考虑场力的Navier-Stokes方程,计算采用交替方向隐式格式和快速傅里叶变换格式。研究结果表明:剪切来流的绕流流场中,圆柱的尾涡向流速小的一侧偏移,升力和阻力周期性振荡,且升力的均值不为0,指向流速较小的一侧;电磁力作用后,圆柱的尾迹呈一条线向流速较小的一侧偏移,阻力减小且不再振荡,升力增大至稳定,指向流速较小的一侧。     

微型垂直基准仪的陀螺动态误差补偿

为了提高舰载微型垂直基准仪的姿态测量精度,有必要补偿系统中陀螺的动态误差。在分析系统动态误差原因的基础上,建立了MEMS陀螺的非线性误差、不对称性误差和角加速度项误差模型;分别采用自适应分段的方法补偿非线性误差,模型中增加角速度绝对值项补偿不对称性误差,并用D-最优试验设计准则和最小二乘法辨识出角加速度误差模型参数。试验结果表明,该误差补偿方案能将系统的姿态测量精度提高约5倍,证明了误差补偿模型和方法的有效性。     

Laval型雾化器气液流动特性研究

喷嘴出口气流速度和气液质量流率比是影响液态金属雾化效果的两个主要因素。为改善雾化效果,对现有环缝型雾化器进行改进,出口采用Laval型。建立了喷嘴出口速度、气体与金属质量流率的表达式,获得稳定气、液质量流率比的坩埚背压与金属液面高度的关系。通过实验方法建立了采用限制型Laval喷嘴导流管出口负压值与雾化压力之间的关系。     

某型运载火箭发射流场数值模拟

为了更真实地反映发动机尾焰流场的特征,以某型运载火箭为例,对其流场数值进行模拟.运用计算流体力学方法,以3维双喷管发动机为模型,考虑尾焰工况为氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气组成的混合气体,对运载火箭的发射流场进行模拟仿真,分析尾焰流的近场激波系结构和参数分布特征等.分析结果表明:混合气体情况下的流场各个参数分布和激波系结构与理论分析结果一致,地面上距离喷管中心1 m位置处受最大压力,大约为0.4 MPa,在两喷管中心温度最高,为2700℃,为后续相关实验测量提供了参考和理论依据.