无空化雷头设计及CFD性能分析校验

利用等强度线源与平行流叠加法设计流线型鱼雷头部外形,使鱼雷头部表面最大减压系数小于空泡数,设计出无空化鱼雷头部轮廓线型。运用流体力学理论分析法求得该鱼雷头部表面的压力分布及最大减压系数,并用计算流体力学（CFD）方法（加空化模型）对所设计雷头进行数值模拟。CFD计算得到的鱼雷头部表面的压力分布与理论公式值相比较,误差在1％以内,验证了数值模型的准确性。最后运用CFD后处理技术,显示设计雷头空化情况,可以看出无空化产生,即验证了所设计雷头的无空化性能。     

鱼雷头部形状对入水影响的数值模拟研究

空投鱼雷的头部形状不仅影响其在空中和入水后的弹道,而且所受到的入水冲击载荷有很大的差别.为了研究鱼雷头部形状对入水的影响作用,文中利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟技术建立了鱼雷入水的有限元模型,并通过对三种不同头部形状的鱼雷入水过程的数值模拟,得到了不同头型的鱼雷垂直入水的压力响应曲线和速度响应曲线,在进行比较分析后讨论了头部形状对入水的影响规律.     

带尖拱形缓冲头帽鱼雷的入水载荷

本文针对鱼雷高速入手时的瞬态冲击压力及过载引起雷体结构及内部器件失效这一问题，讨论了缓冲头帽在鱼雷头部入水时的缓冲效果。计算结果表明，鱼雷带上缓冲头帽可显著降低入水时的受载水平。     

鱼雷头部外形的优化设计方法

从鱼雷系统性能对鱼雷构型的要求出发，考虑鱼雷的战技要求，给出鱼雷头部外形的优化设计方法。     

基于均匀试验响应面法在鱼雷外形设计中的应用

在鱼雷外形优化设计过程中,由于要考虑各学科之间的耦合,且把所有学科都集中在一个反复迭代的优化过程中,其运算量和计算时间是采用常规方法所难以实现的.该文首次在鱼雷外形优化设计中采用了基于均匀试验的响应面方法,在设计空间选取合适的试验点,构造一定精度的响应面模型,并在该模型基础上进行优化设计.通过算例计算说明,该方法可以克服常规设计方法计算成本高,计算操作复杂的缺点,提高了运算效率,其优化结果与现有鱼雷头部曲线比较分析表明,本文提出的鱼雷外形优化设计方法可以大大减少各学科分析时间以及优化步骤,优化结果接近实际工程应用.     

聚能战斗部侵彻水介质装甲仿真试验

为了提高现代潜艇的抗毁伤能力,使用LS-DYNA软件的多物质ALE算法对鱼雷聚能战斗部侵彻水介质装甲进行了仿真试验分析。从鱼雷的毁伤机理出发,定义了材料模型和状态方程,给出了侵彻体头部传播路径上节点的最大速度拟合曲线,并解决了仿真试验中经常出现的计算不稳定问题。仿真结果表明,所设计的战斗部满足考核要求,可为聚能战斗部毁伤威力评估和潜艇模拟靶设计提供参考。     

不同导引方式下影响潜载鱼雷命中概率的主要因素

鱼雷命中概率是潜艇鱼雷武器试验中的一项重要指标,其精度直接反映了鱼雷武器的攻击精度和作战效果。从鱼雷命中概率计算的基础理论入手,通过对不同导引方式下鱼雷数学导引模型的仿真计算,分析得出不同导引方式下影响鱼雷命中概率的主要因素,为潜艇鱼雷武器试验提供了一定理论依据。     

反鱼雷鱼雷拦截概率影响因素仿真分析

为研究影响反鱼雷鱼雷拦截概率的主要因素,根据想定的反鱼雷鱼雷拦截态势建立了鱼雷弹道模型以及舰艇规避模型,通过仿真计算,定量分析了探测误差、自导作用距离和自导扇面角对反鱼雷鱼雷拦截概率的影响。仿真结果表明,提高对来袭鱼雷的定位精度,增大反鱼雷鱼雷自导作用距离和自导扇面角,可以有效提高反鱼雷鱼雷拦截概率。     

欧洲反鱼雷鱼雷研发展望

介绍了德国研发中的“梭鱼”轻型超空泡反鱼雷鱼雷以及法国提出的重型反鱼雷鱼雷的总体概念、技术特点和部分试验结果，分析了它们产生的背景和意义。“梭鱼”鱼雷采用开式超空泡，头部锥形空化器、控制舵和自导头集成为一体，在已进行的单项试验中，速度达到240kn，可进行机动，自导发现重型鱼雷距离大于200m。仿真结果表明，“梭鱼”鱼雷可为舰艇提供效果显著的近程拦截能力。法国DCN公司基于增加战斗部威力的目的，将研究重点放在了重型反鱼雷鱼雷上。设计了3种威胁想定：反潜机在0．5—3km距离内空投轻型鱼雷，水面舰艇在3—6km距离内发射轻型鱼雷，潜艇在4—10km距离内发射重型线导鱼雷，并对其进行了仿真试验。对DCN通过仿真所得出的不同报警距离的拦截成功率、鱼雷空间交汇时间概率分布、最小交汇距离概率分布以及拦截距离概率分布等仿真结果进行了综合分析。     

鱼雷性能与武器系统性能匹配研究

研究了鱼雷速度和自导作用距离与武器系统误差的匹配问题，进行了仿真计算，计算结果表明，线导遥控鱼雷发现目标后，在自导导引过程中，因敌舷角等条件的变化，鱼雷会丢失目标，导致鱼雷命中概率降低，因此，应以发现概率与命中概率的乘积作为最优匹配的评定准则，提高自导导引时鱼雷速度是最优匹配的首要选择，给出了最优匹配的鱼雷参数。     

一种适用于复合制导的中末制导弹道交接班方法

导弹武器系统的发展趋势是由单一制导模式向复合制导过渡,而中末制导的可靠交接班是复合制导的关键步骤。针对复合制导中的中末制导弹道交接班问题,在分析中末制导弹道平滑过渡约束条件的基础上,提出了一种简单有效的线性中末制导交接班算子,详细计算了平滑算子的加权系数。通过直升机载空地导弹的中末制导弹道交接班的仿真试验,验证所提方法的可行性。试验结果表明,在较小中末制导律差异条件下,所提算子可实现弹道的平滑过渡和良好衔接。     

电磁轴承系统实现平稳过渡共振区的一种新方法

电磁轴承是利用电磁力将转子悬浮于空间,使其与定子无机械接触的一种新型、高性能支承部件.本文从改变电磁轴承支承结构出发,论证了电磁轴承系统中平稳过渡共振区域的一种新方法.利用电磁轴承具备主动控制系统和定子与转子之间有较大气隙的有利条件,通过采用电磁轴承双支承结构在转换频率处的支承转换,实现转子在共振区域的平稳过渡.经过仿真验证,该方法切实可行.     

基于弯管-流线模型的长杆弹侵彻头部材料流动过程分析

为了研究长杆弹侵彻过程中弹体材料的二维流动特性,基于长杆弹高速侵彻流体动力学模型,结合侵彻过程质量守恒以及弯管-流线模型,发展以撞击速度、参考点角度、参考点半径为控制变量的二维弯管-流线侵彻模型。利用该模型计算分析了钨合金侵彻钢靶过程中弹体头部材料的流动特性,并与试验结果进行了对比。结果表明：长杆弹侵彻过程中弹体头部材料的流动呈非均匀分布特性,外侧流速小于内侧流速,且弹体头部材料压力呈梯度分布。二维弯管-流线模型可用于描述侵彻过程中弹体头部材料的流动行为,解释了弹体在侵彻最终阶段弹体头部由流体主导向固体主导转变的作用过程,揭示了侵彻孔道形状变化与弹体侵彻状态之间的关联机制。     

1,5-二氨基四唑的异构化合成动力学

用密度泛函方法,计算研究1,5-二氨基四唑（DAT）的电子结构及异构化反应机理。在B3LYP/6-311G水平下,对涉及反应各驻点的几何结构、振动频率、自然键轨道、以及零点能（ ZPE）进行了计算;用内禀反应坐标理论（ IRC）获得反应的最小能量路径（MEP）,在耦合簇理论的CCSD（T）方法下计算单点能得到了反应的最小势能曲线;并且用传统过渡态理论（TST）、Eckart 隧道校正理论（TST/Eckart）和变分过渡态理论（CVT）,计算了200～1000 K的反应速率常数。计算结果表明,DAT分子中的N（4）和N（9）易参与金属原子配位,形成一系列以DAT为配体的配位化合物。异构化合成DAT反应为叠氮基关环机理,气态情况下该反应为放热且自发反应,反应活化能较低。     

大功率电子器件频响特性的有限元仿真

大功率电子器件频响特性有限元仿真在RX20电阻器单轴振动的基础上进行.振动试验时器件上的加速度计采集加速度.MSC.PATRAN有限元模型将加速度计和电阻基体简化为点单元,并将刚性梁单元与引线相连.用均方加权约束梁单元和四边形板单元过渡.粗细网格用内插约束单元过渡,电路板端添加位移约束.由频响求解器直接得出电阻基体中点的加速度响应曲线,其仿真精度通过振动试验给予了验证.     

考虑相变的炸药烤燃数值模拟计算

以低熔点的TNT炸药为研究对象,根据已有的TNT炸药烤燃实验,建立了炸药烤燃热反应模型,模型除了考虑炸药热传导外,还考虑了炸药多步化学反应、炸药相变和液态炸药的对流传热。采用计算流体力学软件Fluent,对加热速率为0．05K·s^-1时TNT炸药的烤燃过程进行了数值模拟计算,得到了TNT炸药的剧烈反应时间为4150s,炸药点火时3号特征点的温度为226℃;与实验结果比较,验证了计算模型和相关参数的正确性。分析了不同加热速率下（0．3K·s^-1,0．05K·s^-1,3．3K·h^-1）TNT炸药相变和温度变化情况。计算结果表明,烤燃中炸药相变熔化是从外向内逐步进行,未熔化的固态炸药会在重力作用下出现沉降。炸药熔化时会吸收热量,使温度上升速度减小。刚熔化的炸药在对流作用下温度会在短时间内快速上升。液态炸药存在热对流和热传导的共同作用,使炸药内部温度分布的均匀性增加。炸药相变对炸药点火温度,点火时间和点火位置都有影响。     

一种新的微小型结构件显微图像边缘检测方法

针对目前大多显微图像边缘识别算法的边缘精确识别精度低等问题,提出一种基于工艺匹配思想的微小型结构件边缘识别算法。对不同工艺微小型结构件显微图像进行分析,通过提取不同加工工艺微小型结构件的边缘过渡区,建立边缘过渡区的数学模型,从数学模型中确定边缘点精确位置。建立基于显微视觉检测的边缘图像分形评价模型,分析同类工艺方法边缘图像的相似程度,并以实例进行实验验证。实验结果表明:该方法具有普遍适用性,且边缘检测精度高,能进一步满足精密测量的需要。     

基于马尔可夫过程的备件库存动态特性分析

研究了非稳态需求下的备件库存动态变化特性,建立了备件消耗量分布函数的马尔可夫状态转移方程,得到消耗量均值和方差关于时间的导函数。在此基础上给出了计算任意时间点备件消耗量均值和方差的流程及消耗量分布函数的计算方法。运用数值积分的方法绘制出消耗量及延期交货量变化曲线并分析备件需求率和周转速率对消耗量和延期交货量的影响。     

具有非线性扰动运动特性的高超声速飞行器动态特性分析方法

常规基于小扰动线性化处理的建模方法,忽略了参数偏差的高阶项,很可能造成高超声速飞行器高动态环境下扰动运动模型的不准确.针对此问题,提出了保留运动参数偏差二阶高次项的非线性扰动运动模型的建立方法;应用常微分方程理论,给出了具有非线性扰动运动模型的飞行器动态特性分析方法;针对参数变化不大和有较大变化参数的典型特性点进行了验证分析.结果表明,对于扰动量不大的特性点,基于线性扰动运动模型的稳定性与非线性扰动运动模型的稳定性分析结果一致;对于扰动量较大的特性点,基于线性扰动运动模型的稳定性与非线性扰动运动模型的稳定性分析结果存在差异.在对具有大动态环境的飞行器特性点进行动态分析时,必须要考虑模型的非线性影响.     

ClF_3O与H_2O反应机理的密度泛函理论研究

应用量子化学密度泛函理论对ClF3O和H2O的反应机理进行了研究。在B3PW91/6-31++G(d,p)水平上优化了反应通道上的反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,计算了它们的振动频率和零点能,并对能量进行了零点能校正(E+ZVPE就是对能量进行了零点能校正的值),找到了反应通道。结果表明:ClF3O和H2O极易发生反应,水足量时有利生成HF、HClO2和HClO4;水少量时有利于生成HF和ClFO。