含高速运动弹丸的膛口二次燃烧并行数值模拟

采用多组分ALE方程时含有高速运动弹丸的膛口二次燃烧流场进行了数值模拟.采用网格局部重构的动网格技术处理了动边界引起的网格变化,对流项和化学反应项分别用HLLC格式和基元反应模型进行处理,在多台PC机组成的集群并行系统中,基于域分解的思想对膛口二次燃烧流场进行了数值计算.结果表明,基于网格结构重构的非结构动网格技术能够描述运动弹丸对膛口流场结构和性质的影响,分区并行算法提高了计算速度.     

含动边界的膛口流场数值模拟

膛口流场是一种非定常、多相并带有强激波间断和剧烈化学反应的复杂流场.采用基于局部网格重构法的非结构动网格技术处理弹丸运动造成的网格变化,给出一系列按时间顺序排列的膛口流场数值计算结果,描述了复杂的膛口流场形成发展过程,实现了含运动弹丸的膛口流场的数值模拟.结果表明,在弹丸射出初期弹丸在影响膛口流场的同时,也受膛口流场的影响,速度增加,弹丸穿出冲击波后,出现弹头激波,速度减小.计算结果与实验结果相符合,表明数值计算方法是合理可行的.     

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。     

基于动网格CFD技术的膛口弹前激波流场数值模拟

针对数值模拟弹丸膛内加速运动造成的网格变化,采用分块网格划分的整体运动处理方法和基于动态层变方法的结构动网格技术,保证了数值网格的质量。模拟弹丸膛内运动的弹前激波流场,并描述了激波流场的形成,发展过程,实现了含运动弹丸的膛口激波流场模拟。数值计算结果与实验照片进行对比,弹前激波流场的形状和位置能较好吻合,表明数值模拟方法是合理可行的。     

超声速多相流数值模拟并行计算研究

为实现超声速多相流动的高效数值仿真。搭建了多机集群分布式MIMD并行计算平台,并基于MPI通信平台开发了计算多相流流场的并行计算程序。对并行计算中网格分区方法、区域网格交界处通信方法及Euler与Larange坐标系间数据传递技术进行了研究。并进行了超声速燃烧多相流动算例的数值验证,比较了并行计算效率。证明了该多相流并行计算方法是高效可行的。     

自适应方法在APFSDS干扰流场模拟中的应用

对常用的网格自适应方法进行总结分析,指出它们的不足,在此基础上,采用基于网格局部重构的网格自适应方法对网格进行自适应,用Delaunay方法生成三维非结构网格,并对生成的网格进行了优化.以基于格心的有限体积法为基础,空间二阶精度,采用LU-SGS隐式方法求解Euler方程,网格单元边界处守恒量通量的计算采用了Hanel方法,对NACA0012翼型绕流及脱壳穿甲弹弹托分离流场进行了数值模拟,取得了较好的结果.     

网格对炮口制退器仿真计算的影响

为研究网格质量对炮口制退器CFD仿真结果的影响,以某炮口制退器为对象,利用Fluent比较结构网格、非结构网格和混合网格对炮口处三维流场计算结果的影响.对比以上3种网格的仿真时间和网格数量,结果表明采用结构网格所需的网格最少,运算所耗机时最短,但网格划分工作量最大.将仿真结果与试验结果进行对比,结构网格与混合网格得到的效率与试验实测值符合良好,非结构网格计算所得炮口制退效率与实测值相差较大.由此可以得出结论:在炮口制退器CFD仿真中,炮口制退器流场网格模型的近壁面宜采用结构网格以保证仿真结果的正确性,远场的网格类型对炮口附近三维流场计算结果影响不大.     

基于结构重叠网格的栅格翼导弹流场数值仿真

采用结构重叠网格方法对栅格翼导弹的粘性流场进行了数值仿真计算,相对于单一结构网格而言,该方法不但降低了网格生成难度,提高了网格质量,而且大幅度降低了网格数量,计算结果表明该方法是可靠有效的。     

三维无网格法及其在超音速弹丸流场模拟中的应用

为研究三维无网格方法及其在超音速流场模拟中的应用,基于Batina发展的显式无网格算法,借鉴非结构网格方法下的耗散模型,给出了一种无网格法下求解三维Euler方程的具体实现形式,并对某标准弹丸在超音速下不同马赫数、不同攻角的绕流流场进行了数值模拟,分析了其在不同马赫数和不同攻角下的升、阻力系数,俯仰力矩系数以及压心等,与实验结果进行了比较,结果基本一致.计算结果很好地验证了文中的三维无网格法在超音速流场数值模拟中的准确性和实用性.     

后效期弹丸加速过程的数值模拟

弹丸出膛后,其大位移运动和非恒定的运动速度是膛口流场数值模拟中的难题,为了解决这一难题,运用网格局部重构技术处理弹丸的大位移运动,将对称轴定义为网格变形边界,这使得弹丸在对称轴上的运动过程中不会导致对称轴上的网格体积为负,通过求解轴对称ALE方程组对弹丸出膛后的运动过程进行了数值模拟.由计算结果可以看出整个膛口波系结构的变化过程和弹丸先加速后减速的过程.     

尾翼稳定脱壳穿甲弹脱壳动力学过程的三维数值模拟

尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的脱壳过程对其飞行稳定性与效能具有非常重要的作用。为了描述脱壳过程中卡瓣与弹体之间的气动干扰以及卡瓣相对弹体分离的六自由度（6DOF）运动轨迹,基于流体力学控制方程与外弹道6DOF运动方程,利用动网格技术,对尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托在气动力和重力作用下相对弹体分离的三维流场进行了数值模拟,得到了不同分离阶段的流场特性与各卡瓣、弹体气动系数随时间的变化曲线,揭示了弹托分离过程中,卡瓣与弹体之间的激波与气流在不同分离阶段的相互作用过程。耦合6DOF方程计算了各卡瓣的运动轨迹与相应的气动参数,计算结果与文献［15］实验结果相符,表明数值模拟空气动力学与飞行力学相互耦合的控制方程是一种研究尾翼稳定脱壳穿甲弹脱壳动力学过程的新方法。     

气推式脱壳弹脱壳运动研究与计算

在对膛口流场进行简化的基础上，研究了气推式脱壳弹脱壳过程中弹托与弹芯的起动条件和分离运动。对某航炮用气推弹在膛口流场中的受力进行了工程估算，并计算了该弹的脱壳运动情况，分析了气孔面积对脱壳时间的影响。     

非零攻角和侧滑角条件下弹托不同步飞离的数值模拟

对弹药在不同条件下的发射过程进行研究是研制弹药的重要一环,它有助于弹药适应现代战场复杂多变的发射环境。为了提高尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的射击精度和飞行稳定性,通过非结构化动网格技术和用户自定义函数耦合计算流体力学和六自由度外弹道程序,对非零攻角和侧滑角条件下APFSDS弹托相对弹体动态分离过程进行了数值模拟,获得了非零攻角和侧滑角条件下弹托分离流场、六自由度运动参数以及弹体气动参数的变化情况。结果表明：在非对称来流的影响下,弹托分离流场呈现非对称性,引起弹托受力不均匀,从而导致弹托非对称、不同步地飞离弹体,加大弹体受到的扰动,最终降低弹丸的射击精度和飞行稳定性。     

带制退器的膛口燃烧流场并行数值模拟

采用三维非定常化学反应流控制方程组对带制退器的膛口燃烧流场进行了数值模拟,对流项和化学反应源项分别用TVD格式和基元反应模型进行处理,在多台PC机组成的集群并行系统中,基于域分解的思想对带制退器的三维膛口非平衡化学反应流场进行了数值计算.计算结果表明,膛口制退器能削弱膛口流场激波的强度,抑制二次焰的产生.     

利用整流罩抛离信息的火箭二级飞行参数辨识

运载火箭二级飞行段主机推力、游机推力、综合比冲、质量流量、火箭二级飞行初始质量参数间存在交联关系,不能同时进行辨识.采用四步骤辨识方法,以整流罩抛离激励时刻为分界点分别使用输出误差法,利用抛罩产生的火箭质量突变信息求解出推进剂质量流量,进而得到其它参数.仿真结果验证了方法的有效性.     

膛口装置对双联自动机弹丸飞行姿态影响研究

为研究双自动机并联发射时膛口气流对弹丸出膛口后飞行姿态的影响,设计了新型炮口装置.对某双自动机并联发射时膛口流场进行数值模拟,结合膛口流场模拟结果分析了带炮口装置前后膛口流场对弹丸出膛口后运动姿态的影响.未装炮口装置时因膛口流场影响弹丸产生的偏移速度为2.586 m/s,安装新型炮口装置后弹丸偏移速度为1.564 m/s.新膛口装置可显著减小膛口气流对弹丸出膛口后运动姿态的影响,有利于提高武器系统的射击精度.     

Lift Enhancement and Oscillatory Suppression of Vortex-induced Vibration in Shear Flow by Loentz Force

The flow of the weak electrolyte solution can be controlled by Lorentz force achieved with the suitable magnetic and electric fields, and it has the advantages of vortex street suppression, drag reduction, lift enhancement and oscillatory suppression for the flow over a bluff body. The electro-magnetic control of vortex-induced vibration (VIV) of a circular cylinder in the shear flow was investigated numerically in the exponential-polar coordinates attached on the moving cylinder for Re=150. With the effect of background vorticity, the vortex street of VIV cylinder was composed of two parallel rows with an opposite sign of the vortices which inclines toward the lower side and the strength of upper vortex is larger than that of lower vortex. The lift force vibrated periodically with the effect of vortex shedding and the mean value was negative due to the background vorticity. The Lorentz force for controlling the VIV cylinder was classified into the field Lorentz force and the wall Lorentz force. The field Lorentz force suppresses the lift oscillation, and in turn, suppresses the VIV, whereas the wall Lorentz force increases the lift.     

人机一体化FMS系统接口技术的研究

人机一体化FMS系统的接口技术,即人机交互界面设计曩实现人机协同的关键,经分析宜采用图象和表格实现．为此,通过AGV故障和通讯故障界面讨论了运行控制软件的人机协同;以刀具管理工作站界面分析了刀具流系统的人机协同;以物流界面阐述了工件流系统的人机协同;以机床故障和产品报废界面论及了检测监控的人机协同．可见,人机协同不仅能使PFMS实现系统的信息集成,对于真正的FMS系统也可通过人机交互的方式,来达到系统的安全可靠运行．     

新型有翼弹托脱壳机理研究

为了最大限度地减小脱壳弹弹托的消极质量,本文研究了一种新型有翼弹托结构,其质量比传统“马鞍形”弹托减小了1／4.文中分析了这种有翼弹托的脱壳机理,计算了其脱壳力,对该弹托的脱壳过程进行了数值仿真。最后对采用该有翼弹托的脱壳弹进行了靶场试验,结果表明,这种有翼弹托可以保证脱壳弹在炮膛内的闭气与运动稳定性,在出炮口后能够迅速、可靠地脱壳。     

基于粗糙集理论的航材可修件报废决策分析

在分析航材可修件报废影响因素的基础上,利用粗糙集理论对航材可修件报废决策结果进行分析、总结,从中找出规律,得到一种快速高效准确判定航材报废与否的科学、有效的实用方法,此方法可提高航材保障的军事经济效益,为航材订货提供决策支持.