激波绕射动态裂纹的数值模拟

文中通过耦合高精度加权本质无振荡格式和Level Set方法,实现了固体火箭发动机点火阶段运动激波与动态裂纹相互作用的数值模拟。考虑到移动网格技术在处理复杂界面以及界面拓扑变形时的困难,利用Level Set方法对不断推移的裂纹界面进行追踪,实现了运动激波同裂纹移动边界的耦合计算。计算得到了激波绕射裂纹的流场图谱,清晰的分辨出了激波在裂纹中的传播过程,并分析了激波在裂纹中传播引起压力振荡的机理。通过动态边界条件和静态边界条件计算结果的对比,探讨了引入移动边界计算的必要性。     

应用对称TVD格式模拟枪弹绕流

应用对称ＴＶＤ格式求解Ｎ－Ｓ方程，对枪弹绕流进行了数值模拟，验证了该格式可揭示底部阻力系数与马赫数的关系。     

分区算法数值模拟弹丸绕流流场

利用分区计算技术 ,从 Euler方程出发 ,应用三维隐式有限体积 TVD格式 ,数值模拟了高跨音速下 SOCBT弹丸和超音速下尾裙弹的绕流场 ,计算结果与实验数据的对比表明所采取的方案是可行的     

非定常含尘反应激波的数值模拟

在双流体模型基础上，应用时间分裂法将ＴＶＤ格式和ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ格式分别应用于气相和颗粒相方程，对非定常含尘反应激波进行了数值模拟。讨论了马赫数为６．０时激波传入玉米粉尘－氧气混合物后压力波的发展过程，并与实验现象进行了比较，两者符合较好。     

两相正激波松弛流数值计算

对气、固两相正激波松弛流动进行了数值研究。方程中考虑了压力梯度及非匀速运动引起的附加质量力。对不同固相容积比、固相颗粒直径和马赫数进行了广泛的计算。所得计算结果给出了气、固两相的速度、温度、压力、密度、固相容积比及熵值沿流向分布情况。对松弛区中诸参数的变化规律进行了全面的讨论。程序TWSH可完成计算全过程。     

底排装置瞬态泄压过程数值模拟

为了研究底排弹出膛口到自由飞行阶段膛口流场发展过程以及弹丸底部参数变化,采用二维轴对称平均N-S方程和一方程S-A湍流模型研究了底排弹出膛口过程中近膛口以及底排装置内腔的流场特性。同时为了进行验证对比,研究了普通弹丸出膛口过程的近膛口流场特性,底排弹以及普通弹丸的运动通过FLUENT软件中网格的动态铺层得以实现。获得了清晰的外流场波系结构以及底排装置内腔的压力及温度的变化规律,计算结果表明,普通弹丸出膛口过程的近膛口流场波系结构与实验图片相符,证明了本文采用的数值方法的可行性,计算结果为底排装置内（燃烧室）固体燃料的非稳态燃烧过程以及固体燃料的力学性能的分析提供了丰富的数据参考,同时为膛口流场的研究提供了参考。     

非结构化网格下二维钝头体绕流DSMC数值模拟

本文采用非结构化三角网格为基本网格单元,应用DSMC(直接模拟蒙特卡罗法)方法对超声速稀薄气体钝头体绕流问题进行数值模拟。对不同Knudsen数和不同Mach数下的绕流问题进行数值模拟,得到在高空稀薄气体区域飞行器外部流场变化的一些基本规律。结果表明:随着Knudsen数的增加,激波减弱,激波层厚度增大,激波位置远离钝体表面,壁面热流密度减小;在相同的Knudsen数下,随来流的速度增加,壁面热流密度增大。这些模拟结果对有效的完成飞行器热防护具有十分重要的意义。     

圆锥跨,超时速绕流的数值仿真

显式、二阶精度、总变差下降（ＴＶＤ）有限体积格式解无粘、可压缩气体流动方程组。数值仿真了跨、超音速气体沿圆锥绕流的前部流场。获得波后流场的等压力线、等密度线、等马赫线和圆锥表面的压力系数，确定了锥微波的几何位置。仿真结果与精确解和实验结果吻合较好。     

旋转驱动装置流场数值模拟

为了让悬浮子弹能在空中达到一段滞空悬浮时间,设计了一种旋转驱动装置.首先介绍旋转驱动装置的工作原理,建立计算模型,然后对驱动装置进行流场仿真,改变驱动装置的出口直径及出口数,分析结构参数对驱动性能的影响.仿真结果表明:出口压力和出口速度相互制约,当气体通过驱动装置弯管区域时,气体压力和速度变化不大;其他条件不变,当驱动装置出口直径为2 mm,出口数为3时,提供的驱动力矩最大.     

脉冲爆轰发动机冲击波外流场数值模拟

为了研究脉冲爆轰发动机冲击波外流场的变化特点,利用CE/SE方法,推导了二维粘性湍流模型的网格数学离散模型.计算中采用标准k-ε两方程湍流模型,对于近壁区域采用低雷诺数模型进行处理.模拟得到了脉冲爆轰发动机外流场中压力、温度的变化规律.模拟结果表明,脉冲爆轰发动机外流场中存在相互作用的旋涡、激波和膨胀波.模拟结果对脉冲爆轰发动机外流场特性研究具有重要的参考价值.     

平面冲击波在有机玻璃中的衰减测试及数值模拟

针对冲击波在材料中的衰减规律研究,利用平面波透镜驱动炸药加载,采用聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜压力传感器获得了冲击波在有机玻璃中的冲击压力数据。通过对平面波透镜高低爆速炸药的合理建模,以及对大变形炸药网格溢出柱壳翻转造成计算终止现象进行了简化处理,对该实验进行了数值模拟。数值模拟计算和实验结果对比分析表明,经过50 mm厚的有机玻璃后,冲击波从7.4 GPa衰减到4.02 GPa,衰减了45.7%. 研究结果为冲击波在有机玻璃内的衰减提供了实验数据;同时给出了PVDF薄膜压力传感器安装过程中的注意事项。     

某小口径火炮多功能膛口装置流场数值仿真

针对小口径火炮身管长度和后坐力与无人作战平台不匹配、传统膛口装置功能单一等问题,设计集制退、 消声、消焰为一体的多功能膛口装置,提出一种适用于该膛口装置的超压分布模型。采用截短型火炮身管,利用Fluent 软件建立2 维轴对称气体动力学模型来计算膛口流场;采用大涡模拟模型,使用Ffowcs Williams and Hawkings 方法 计算噪声变化情况,结果显示,该膛口装置的制退效率为70%,消音率为17.8%,制退效率与实验误差为14%,消 音率与实验误差为11%。数值仿真结果表明：该膛口装置能有效降低火炮后坐力,并且在射击时有良好的隐蔽性, 满足现代战争的需要。     

基于动网格的某发射装置流场数值模拟

为了研究某型发射装置在发射过程中的流场特性,建立了该发射装置的弹道模型,耦合其发射弹道模型并利用Fluent动网格技术,对包含弹运动的发射装置炮口、炮尾同时有火药气体喷出情况下复杂流场进行了数值仿真,仿真得到了发射装置在整个发射过程中流场的形成与发展变化;并对炮口与炮尾流场的变化规律进行了详细的分析,通过监测炮尾、炮口相关区域的冲击波,得到整个过程相应区域的超压值,对于预测冲击波在相关区域产生的危害具有指导意义。     

大型工房内爆炸冲击波流场分布规律

为可靠掌握大型工房结构内爆炸冲击波流场分布特征,对缩尺比例分别为1:5、1:7.5和1:10的工房缩比模型以较小的网格尺寸(空气和炸药均按比例缩小)进行有限元计算.通过计算得出,具有相同单元数量的3个数值模型得到的被爆区相同比例距离处冲击波超压峰值完全一致,其冲量为模型的几何比例系数.进一步分析表明,具有相同网格结构的数值模型计算结果具有相似性,在爆炸冲击波仿真计算中网格绝对尺寸并非计算精度的决定因素.这一现象的发现,指出了提高大型复杂结构中爆炸冲击波计算可靠性的网格划分方法.在此基础上,对一种大型工房内爆炸冲击波的传播规律进行分析,发现冲击波从窗户流入、在被爆区地面及梁底的反射与绕射、不同方向冲击波的碰撞迭加等过程是造成被爆区内冲击波压力多次振荡并持续很长时间的主要原因,而工房内超压峰值较大的区域与冲量较大的区域并不重合,因此在进行工程安全评估时应予以重视.     

TNT炸药爆炸冲击波的数值模拟与实验研究

文中基于AUTODYN程序,建立了TNT炸药爆炸场超压分布的仿真模型,进行了数值模拟,并与试验数据进行了对比.结果表明:所建立的计算模型正确,方法可行,数据一致性较好,可以为不同种类爆炸装置外场爆炸试验的安排与设计提供一定的技术支持.     

地磁模拟法测量舰船感应磁场的数值模拟

地磁模拟法测量舰船感应磁场具有测量速度快、实施方便等优点,但感应磁场测量精度受模拟地磁场均匀度所限制,研究其影响规律对推广应用地磁模拟法具有重要意义。从地磁模拟法原理出发,借助COMSOL多物理场有限元仿真平台,设计椭球壳解析算例来验证该仿真平台分析地磁模拟法测量感应磁场的有效性。设计某舰船算例进行数值模拟研究,定量分析了地磁模拟法测量舰船感应磁场的精度受模拟地磁场均匀度影响的变化规律,以及舰桥结构对感应磁场测量精度的影响程度。结果表明：当模拟地磁场均匀度达到91%时,感应磁场测量精度优于90%,若继续增加均匀度,则感应磁场测量精度提升效果变缓,工程效费比降低;舰桥结构对均匀度评估的影响程度为0.2%,对感应磁场测量精度的影响程度为2.7%,且当整体均匀度高于91%后,其影响程度降至2.5%,可忽略该结构对感应磁场测量的影响。研究结论为实际舰船消磁中进一步推广应用地磁模拟法提供了依据,也为地磁模拟线圈的优化设计提供了一定的参考。     

带有不同膛口装置的流场仿真分析

针对火炮射击时炮口压力大而导致的振动问题,设计4 种不同结构的膛口装置。通过将火药燃气引入装 置内进行膨胀再排出的方式降低装置周围的压力,结合动网格技术对安装不同装置的膛口流场进行数值模拟,通过 对比无装置时炮口周围压力的下降程度来判定各装置的效果,并根据数值仿真结果对不同装置的降压效果进行分析。 计算结果表明：与无装置时相比,安装膛口装置后炮口周围压力明显降低,对该装置结构的进一步设计具有一定的 参考价值。