有机玻璃管热降解对燃气流降温的影响

研究了有机玻璃在较快升温速率下的热降解特性，用STAR—CD软件中湍流控制的涡破散反应模型数值模拟恒定质量流量高温燃气流流过有机玻璃管内孔，有机玻璃管从内孔壁沿径向均匀热降解，对燃气流降温的影响．用有机玻璃热降解一步化学反应方程式，分别模拟有机玻璃管内径为9mm、12mm、14mm、16mm、18mm时，燃气流的稳态降温过程，来逼近有机玻璃管内径连续降解变化时燃气流的降温过程．计算结果表明，有机玻璃热降解对燃气流的降温量主要决定于有机玻璃管内壁径向降解速率．     

火炮身管内膛表面材料强度退化机理研究

火炮射击过程中身管在热、力、化学等因素作用下平均每发射弹会产生微米级的内径扩大，是造成身管寿命终止的主要原因，研究内膛表面材料性能变化对揭示身管寿命机理具有重要意义。通过分析某寿命终止155 mm口径身管内膛表面材料组织和性能，获得了身管不同部位内膛表面材料组织形貌、厚度及力学性能。结合身管温度梯度分析及烧蚀模拟试验，揭示了身管内膛表面材料性能退化机理及其与射弹发数关系。研究结果表明：身管寿命初期，在火药燃气作用下内膛表面材料相变形成硬化层，硬化层厚度与火药燃气温度及作用时间相关；身管烧蚀磨损发生在硬化层表面，硬化层常温下硬度和强度比基体高1倍，呈现硬脆特征，高温下硬度和强度迅速下降，在弹带摩擦及气流冲刷下造成身管内径扩大。     

同心筒发射装置导弹燃气流热效应数值模拟

针对某型舰载导弹同心筒发射装置,采用动态网格技术。建立了导弹发射过程中燃气流与发射筒之间的流固耦合换热模型。模型中考虑了导弹在发射筒内运动引起的燃气流场边界的变化。通过对燃气流非稳态传热的数值模拟,得到了发射筒内燃气流及筒壁的温度分布规律,为发射筒的热强度设计提供依据。     

火箭发射燃气流噪声孔隙效应数值模拟研究

针对火箭点火起飞阶段发射平台附近燃气流噪声孔隙效应,综合有限体积法和伽辽金有限元法数值模拟研究了该效应特性及其机理。数值模拟研究发现,火箭发射初期,发射平台结构屏蔽作用突出,燃气流噪声主要经发射平台与场坪间隙向周围透射;发射平台结构跨度较小时,这部分透射噪声将向台体上方衍射,对箭体产生影响。当箭体与发射平台之间存在安装高度间隙时,衍射噪声会经高度间隙直接向箭体衍射,并且衍射噪声强度随高度间隙增加而增加。发射平台导流孔入口也可形成直接向箭体衍射的燃气流噪声,但情况相对特殊,当发射平台导流孔直径大于喷口直径时,衍射噪声比较明显,发射平台导流孔孔径越大,衍射燃气流噪声也越强;发射平台导流孔直径小于喷口直径时,经发射平台反溅的燃气流形成的反射噪声占据主要地位,衍射噪声淹没于反射噪声环境。     

爆气二次喷射推力矢量控制系统关闭过程非定常效应研究

采用数值模拟方法对燃气二次喷射推力矢量控制系统关闭过程中非定常效应进行研究。给出了主／次流瞬态干扰流场结构逐渐弱化消失的流场细节特性,分析了流动参数和发动机内弹道性能的动态变化过程。研究表明：燃气引流孔和燃气二次喷射孔附近压强振荡强烈,非定常过程产生的动载荷将引起飞行器结构振动;喷流干扰力的残余影响明显,随时间变化减小较慢,必须考虑非定常延迟效应对控制效果的影响。     

气体发生器中心点火管燃烧过程的数值计算

介绍了运用内弹道模型对气体发生器中心点火过程进行数值模拟的方法。把点火药的颗粒直径、装填密度、中心点火管的开孔数以及开孔的密封材料性能对燃气流场的影响进行了数值计算。     

气体发生器中心点火管爆炸过程的数值计算

介绍了运用内弹产道模型对气体发生器中心点火过程进行了数值模拟的方法。把点火药的颗粒直径，装填密度，中心点火管的开孔数以及开孔的密封材料性能对燃气流场的影响进行了数值计算。     

导弹发射箱传热研究

针对导弹箱式发射过程中燃气流对箱壁温度的影响,对导弹运动过程中燃气流场进行数值仿真,获取箱体内侧壁面附近燃气流的热物性参数,并根据燃气流场计算结果展开发射箱箱壁的传热研究。利用诺谟图法得到导弹发射过程中箱壁结构的温度变化情况,从而确定燃气流对发射箱箱体是否造成结构性的破坏,为发射箱的设计工作提供参考依据。     

随机因素对弹道性能影响的数值仿真

在考虑火药的随机燃烧和点火管随机破孔的基础上，给出了这两个随机过程的数学模型，结合内弹道的一维两相流模型，用Monte-Carlo方法进行了随机模拟。     

火箭发射初期双面排导型发射台瞬态承载特性研究

利用发射燃气动力学瞬态数值模拟方法,研究了双面排导型发射台承受的燃气流冲击作用力随时间变化特性.研究表明:双面排导型发射台承受燃气流作用力随着喷管距双面导流器高度的增加而下降;由于燃气射流压力波系呈正负交替变化,使得导流器承载在总体下降中呈脉动变化;同时,由于喷管内压强的不同,导流器承受的燃气流冲击作用力呈现脉动变化或平稳变化趋势.     

PMMA在固体燃料冲压发动机中燃烧特性的实验研究

为研究聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)在固体燃料冲压发动机（SFRJ）中的燃烧特性,开展了不同装药通道直径、补燃室压强、来流空气质量流率等工况下的SFRJ直连式实验研究。成功获得了不同工况下压强、温度的变化规律、燃面平均退移速率、局部燃面退移速率。实验结果表明：装药通道直径增大,燃面平均退移速率降低,但补燃室压强和温度随之增大;在低压（＜0.8 MPa）条件下,补燃室压强越低,燃面平均退移速率、补燃室温度均随之降低,但影响是有限的。同时,当装药通道直径较小(Dp<=30 mm)时,首次发现了SFRJ的侵蚀效应现象。     

燃烧产物特性对燃气弹射内弹道与载荷的影响研究

为了研究燃烧产物特性对燃气弹射初容室二次燃烧流场、内弹道和载荷的影响,采用Realizable k-ε湍流模型、域动分层动网格技术和有限速率/涡耗散模型,建立包含动边界的初容室二次燃烧流动模型。通过与实验数据对比,验证了燃气弹射模型的有效性。数值研究了燃气发生器喷管入口燃烧产物压力和组分浓度比值对燃气弹射内弹道和载荷的影响,计算得到了满足导弹出筒要求的喷管入口压力和组分浓度比值的变化范围。数值研究表明：随着燃气发生器喷管入口压力的增大,初容室中O₂完全消耗的时间变短,导弹出筒时间缩短,出筒速度增加,加速度峰值增大;随着喷管入口CO与H₂浓度比值的增大,初容室中O₂完全消耗的时间变长,导弹出筒时间延长,出筒速度减小,加速度峰值减小。研究结果为燃气弹射内弹道设计提供了理论基础。     

小尺寸装药爆轰在有机玻璃隔板中的衰减规律

利用锰铜压阻传感器法测量了某聚奥传爆药在不同直径下的小尺寸装药爆轰输出冲击波经不同厚度有机玻璃隔板衰减后的冲击波压力,通过对实验数据进行拟合,得到了有机玻璃介质中冲击波衰减系数与装药直径的指数型关系.实验中传爆药装药密度为90%的理论密度,约束条件分45#钢和有机玻璃两种,装药直径为1.5 mm、3 mm、5 mm和8 mm.结果表明: 衰减系数随装药直径增大而减小,装药的约束条件越弱,这种变化越明显.     

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。     

某100mm炮高、低、常温条件下压力波的数值预测

本文针对某100mm炮特殊的点火结构,建立了能够预测膛内压力波的内弹道两相流数学物理模型及计算方法.在保证最大压力和初速与实验结果一致的条件下.预测该火炮高、低、常温下的压力波.根据计算结果,压力波幅值随药温的升高而增加,且近于线性关系。     

一种摆动喷管的流场和传热特性研究

针对某球窝式摆动喷管,采用两方程k-ε湍流模型,在摆动角度为0°和6°的情况下,对喷管内部流场进行三维数值计算;根据计算的流场,对喷管进行了传热数值模拟.分析了两种不同摆角对喷管内流场和热防护层的传热性能产生的影响.研究结果表明,该型喷管在小范围摆动时,喷管内流场变化较小,喷管入口处的流场发生偏转;喷管外壁面温度变化趋势基本保持一致,内壁面温度存在差异,喷管的热防护性能满足发动机的工作需求.     

二维CE/SE方法在内弹道湍流两相流动中的应用

本文根据CE/SE方法思想,构造湍流二维两相流动的CElSE数值计算的格式。采用此格式对膛内二维湍流两相流动进行数值计算。计算结果表明：对中心点火方式,在点传火过程初期,膛内压力在径向与轴向上存在较大的压力梯度,当火药全部着火后,药室内径向压力逐渐趋于一致;在靠近点火管附近,传火孔喷射的高速燃气和固体火药颗粒相互影响,气相形成不同程度的旋涡,能提高火药颗粒点火的均匀程度;采用湍流两相流模型的数值计算结果反映实际规律,能更加细致真实地反映壁面附近物理量的变化。     

轴对称阶梯型面管道内流场数值分析

采用雷诺平均的N－S方程，对收敛－扩张－圆管和收敛－圆管两种复杂型面管道内流场进行了数值仿真，得到了流场结构变化规律。研究表明，由于圆管存在，会使圆管出口的流体速度降低，压力增高，喷管效率降低。     

脉冲爆轰发动机管壁传热特性的数值研究

为了探究爆轰过程中燃烧室管壁的传热特性,采用CE/SE方法和有限差分法分别对气液两相脉冲爆轰发动机(PDE)内流场及燃烧室管壁的传热问题进行了数值计算; 运用能量平衡法解决了内流场与管壁传热之间的耦合传热问题。计算结果表明,对于燃烧室内任一截面,爆轰波扫过或膨胀波到来时,对流换热强度大,内壁面温度上升快; 单次爆轰时,爆轰波所在区域温度高达2 000 K,管壁靠近内壁面的区域径向上存在较大的温度梯度,靠近外壁面的区域温度几乎没有变化; 当燃烧室管口压力恢复到环境压力时,从PDE头部到尾部,管壁内壁面温度逐渐升高,热量传递区域厚度逐渐增大。