不可压缩流体三维流动的数值计算

本文主要讨论不可压缩流体三维流动的数值计算方法,并通过计算实例证明方法的有效性。该方法适用于内燃机辅助系统内冷却水、燃油和润滑油的三维流动计算。     

球型密闭容器内水下爆炸载荷特性研究

通过加压容器进行深水爆炸模拟试验是一种经济、有效的研究手段,但加压容器内的复杂试验环境对深水爆炸研究造成较大影响。为了获得球形密闭加压容器内水下爆炸的载荷特性,通过在球型压力罐内进行了不同药量、不同加压条件下的水下爆炸试验,获取了典型位置处富含冲击波入射、反射汇聚及气泡脉动等基本特征的载荷时程曲线,并对其进行了初步分析。基于试验结果,采用Ls-dyna软件对装药在压力罐中的水下爆炸进行了数值仿真研究,详细分析了冲击波载荷的演化过程,揭示了壁面反射波导致气泡脉动特性改变的机理。分析了环境压力、加压气腔体积等参数对气泡脉动的影响规律。研究结果表明,壁面反射冲击波会产生汇聚效应,其对气泡的压缩作用改变了气泡脉动特性;当壁面反射冲击波在气泡膨胀阶段作用于气泡时,对气泡脉动特性的影响最大。此外,加压气腔体积对气泡脉动周期也有较大影响。     

装甲材料不可压缩动力学效应及其应用

随着穿甲弹、破甲弹技术的发展,坦克装甲车辆受到的威胁越来越大,迫切需要提高其防护能力。该文通过对装甲材料不可压缩动力学效应的研究,提出一种新型高效能抗弹结构,试验结果表明该结构对穿破甲弹具有优良的综合防护效益。该文还首次提出了不可压缩动力学效应的存在条件并对其影响因素进行了分析。     

可压缩流中升力问题的简易解法

本文提出了一种运用平面升力面理论来计算亚音速可压流中有限翼面上载荷分布的简易解法。运用了经典的理论公式来定义压力系数分布的函数。核函数的积分由一种称为闭型/有限和式的方法计算,从而得到一个性能良好的系数矩阵,这个系数矩阵和旋涡格网法中的相类似。使用本文方法可在计算中避免曼格勒型奇点。本文把升力及诱导阻力的弦向和展向积分推导为简单的和式,其项数和所用到的排列点的数目相等。分析结果分别与实验结果和其它方法的结果进行了比较,并说明了其收敛的快速性和计算效率。     

坑道内衬钢板抗内爆效应数值模拟研究

为提高地下坑道抗内爆载荷的效能,利用ANSYS／LS-DYNA动力学分析软件。计算分析了内爆TNT对衬钢坑道的毁伤效果。同时对比分析了不同厚度的衬钢对坑道防护效能的影响,所得结果对衬钢的选择、措施的改进及工程设计均提供了有利依据。     

基于AUTODYN的舱室内爆结构响应数值研究

通过建立全船有限元模型,运用AUTODYN多物质Euler-Godunov求解器和一维映射(Remap)算法计算了165 kg当量TNT在舱室内爆引起的整船结构响应,讨论了船体结构破口大小、毁伤区域及典型冲击环境特性。结果表明,利用AUTODYN计算舱室内爆结构响应具有可行性和可靠性,可为大型水面舰船舱室内爆数值计算方法研究提供参考。舰船舱室内爆中近爆点的冲击环境较为严苛,加速度响应幅值随离爆点的距离增大呈现指数型衰减特性。     

不同壳体装药对砖墙目标内爆试验研究

为探索内爆条件下砖墙目标的破坏机理及毁伤效能,通过开展不同壳体装药对砖墙目标内爆试验,获得了内爆条件下砖墙的开孔尺寸和毁伤效果,对试验结果分析认为炸药药量和壳体材料的选择是影响毁伤效应的重要因素.     

内爆冲击压缩模型中炸药层厚度的最佳设计

通过对内爆冲击压缩模型中金属部件运动过程的分析,得出了在一定的制约条件下使该部件获得最大动能的炸药层理论厚度值,从而为实现内爆冲击压缩模型的最佳设计指明了方向.     

可压缩槽道流动的大涡模拟研究

可压缩湍流边界层是高速飞行器研究面临的基础科学问题,对其流动机理的认识对于高速飞行器气动力热设计具有重要意义。采用大涡模拟方法对可压缩槽道流动进行了数值模拟研究,并基于Favré过滤建立了适用于可压缩流动的大涡模拟方法,将混合亚格子模型延拓到了动态形式,形成了适用于可压缩流动的动态混合模型。通过分析亚格子模型、网格疏密和计算格式对数值模拟结果的影响,结果表明所建立的大涡模拟方法在较少网格数下能够获得可靠的计算结果。数值模拟还获得了可压缩槽道流动时间转捩的过程,捕捉到了大尺度旋涡结构和近壁速度条带结构的演化过程。     

高马赫数可压缩湍流研究的意义及发展现状

介绍了高马赫数可压缩湍流在高超声速飞行器的设计研究中对飞行器的气动力、气动热和气动噪声的显著影响及其机理研究的重要意义。结合高超声速飞行器的应用需求,介绍了国际上对高马赫数可压缩湍流实验、理论和数值研究的发展现状、目前存在的问题及发展趋势。     

起爆药干法运输容器的研究

介绍了起爆药干法运输中防爆、抗爆容器的结构设计、材料选择、爆炸载荷压力峰值的估算、强度设计，减震、衰减介质的研制以及试验结果的验证等内容。     

敷设超弹性材料夹层板在内爆载荷作用下响应研究

在通过实验验证数值方法计算舱室内爆载荷及结构在冲击载荷作用下响应可靠性的基础上,以舱室典型加筋板优化后的夹层板为对象,采用非线性数值方法计算在不同位置敷设超弹性材料及相同面密度橡胶夹层板在内爆载荷作用下的位移、速度及加速度响应,并对夹层板吸能进行探讨。从计算结果可知:填充超弹性材料可有效减小舱室内爆载荷作用下夹层板的响应振荡峰值;面板敷设超弹性材料可更好地提高夹层板的抗爆性能;橡胶层会延长夹层板的响应周期,随橡胶层厚度的增加,夹层板响应周期更加持久,面板与背板的加速度差逐渐减小。     

纤维缠绕超高压容器承载特性研究

为分析传统材料超高压压力容器笨重的缺陷,提出纤维缠绕超高压前混合磨料罐的设计方式。通过网格理论设计方法分析筒身段和封头段纤维铺层力学特性,计算出磨料罐筒身段及封头段缠绕纤维厚度及缠绕角。通过solidworks软件建立磨料罐三维模型,运用ANSYS软件对纤维缠绕超高压前混合磨料罐的有限元进行分析,分析其纤维铺层的主要应力、应变情况。优化磨料罐上罐口结构,并与传统结构磨料罐的结果进行对比分析。结果表明:相比于传统合金钢制成的超高压磨料罐,纤维缠绕超高压前混合磨料罐的质量减轻一半以上,提升了前混合磨料射流装置的便携性;优化上罐口结构后,纤维铺层的应力、应变数值变化更加稳定。     

火炮后效期内弹底压力预估理论模型研究

火炮后效期内弹丸在膛口高压火药燃气的作用下发生扰动,进而影响其外弹道特性。为提高射表的精准性并优化弹丸设计,开展了后效期内弹底压力的研究。针对传统计算流体力学（CFD）仿真耗时过长的不足,基于普朗特-迈耶膨胀波关系及等熵流动,建立后效期内弹底压力预估理论模型,并提出压力边界估计的修正模型。以某射击试验中测得的膛口数据为例进行仿真分析,将该模型与CFD三维模型仿真结果进行对比。结果表明：所提模型仿真结果与CFD模型仿真结果相差很小,但计算耗时显著减小,由约1.5 h减小为不到1 s;研究成果为火控系统所需外弹道参数可提供一种快速计算方法,为射表编制和弹丸合理设计可提供理论参考依据。     

近场坦克目标红外辐射特性理论模型的研究

本文提出了一种新的计算近场坦克目标红外辐射量的方法,建立了红外辐射模型,计算了两个大气窗口进入探测器的红外辐射量,并与实测数据做了比较。     

RLPG流体发射药加注系统研究

对再生式流体发射药火炮（ＲＬＰＧ）流体发射药加注系统几种方案进行了详细讨论并结合ＲＬＰＧ对加注系统的具体要求，确定了该加注系统结构的初步设计方案，采用集总参数法建立了流体加注系统的通用理论模型，并用该模型对所选加注系统方案进行了理论模拟，指出了影响加注时间及系统压力波动的重要参数和流体加注系统性能优化需注意的问题 。 要求     

炸药在密闭容器中爆炸数值模拟和试验

为了解炸药在密闭容器中爆炸超压传播觃律,测量了TNT在500L密闭容器中爆炸的冲击波超压和准静压,利用AUTODYN建立了二维轴对称模型,获得了冲击波和爆轰产物在容器中的传播过程。研究了传感器附近的凹凸结构对冲击波超压和准静压测试的影响,对比数值计算和实测超压历程曲线。结果表明,数值计算和试验结果基本一致,凹凸结构能够显著影响冲击波超压,而对准静压无影响。     

进入密闭容器冲击波超压的实验研究

分别利用电测的方法和高速纹影摄影的方法测得了密闭容器受到外部爆炸冲击波的作用后,腔体内部的冲击波超压和波阵传播过程,从而说明了外界的强冲击波能够透过密闭器壁面进入腔体内部,而其强度不可忽,尚能够对其内部人员产生严重的杀伤作用。电测结果和高速纹影摄影结果的一致性,则更好地证明这一结论的可靠性。文中还对定一结论产生的机理进行了初步分析。     

爆炸容器力学测试中的抗干扰措施研究

介绍了一些爆炸容器力学测试中的抗干扰措施及其效果。为了降低同步触发信号通道引入的噪声,研制了一种采用光电耦合芯片的触发信号光电隔离器。实验结果表明,同时使用该设备和其它抗干扰措施可把力学测试系统,尤其是应变测量系统的噪声降低到20 mV以下,有效地保证了实验获得有用的信号。     

常温及低温容器充放气模型研究

为了寻求一种可准确、高效计算容器充、放气过程的方法,进而满足液体火箭动力系统工作时序设计的要求,基于开口系能量方程、理想气体状态方程以及不同流动状态下的质量流量方程,利用集总参数法编制了计算程序.利用该程序分别对一个常温氮气瓶的充、放气过程以及一个以氮气为增压介质的液氧贮箱放气过程进行了计算模拟.计算结果表明:该模型对...