超音速弹体底部流动特征的数值分析

对超音速弹体底部流动特征分三种状态进行了数值模拟。一种是底部不排气状态，一种是底部亚音速排气状态，另一种是底部超音速排气状态。经解这三种状态和外部超音速绕流混合流动的流场控制方程组，得出的数值模拟结果表明，数值精度合理，能有效地分析底部诸状态下流场流动特征，为提高射程和精度提供判断依据，为此类底部流动特征提供了一种预测方法。     

用弯曲假设计算带尾翼旋成弹体的超音速绕流

用理想气体研究相对纵轴旋转的带尾翼轴对称弹体的空间超音速绕流。叙述了在用差分法的欧拉方程数值解基础上的计算方法。在弯曲假设范围内研究弹体旋转的影响。该假设在无量纲旋转速度很小的情况下能够把旋转弹体超音速绕流的非定常空间问题的解简化为具有用特殊方式弯曲的悬臂尾翼的非旋转弹体定常绕流问题的解。得出了关于在来流作用下带尾翼弹体超转问题的解。     

超音速伞弹流场特性数值分析

伞弹系统超音速流场特性直接关系到伞弹在超音速条件下的气动力性能,对流场特性进行分析和研究能够为伞弹设计和使用提供参考依据.通过建立分块结构化计算网格,基于有限体积法和SST湍流模型对飘带伞和平头子弹组成的伞弹系统进行超音速数值模拟,采用数值纹影法显示流场分布.结果表明,伞弹超音速流场结构复杂,包含多种激波形态和流态.通...     

超音速大攻角子弹药气动特性数值研究

子弹药从母弹中抛出时受诸多因素影响会发生翻转,其外弹道设计和计算需要研究其在大攻角情况下的气动特性。采用激波捕捉型和激波装配型两种网格,基于有限体积法求解积分形式的Navier-Stokes方程,使用可实现kε湍流模型封闭方程,对子弹药进行稳态数值模拟。得到其零升阻力系数随马赫数的分布规律,及马赫数为1.5时全攻角范围内的气动系数分布规律,使用数值纹影法显示流场特性随攻角的变化情况,结果采用Missile Datcom验证。     

超音速二维空腔流的数值研究

首先通过数值计算方法研究了通过不同长深比的二维空腔的可压缩气流,得到了二维空腔受其长深比的影响所呈现出的气动环境变化.在此基础上,提出一种可用于空腔外形设计的流场计算方法.数值分析的结果与文献提供的数据大部分相符,证明了所采用方法的可行性.     

固体火箭发动机水下超音速射流数值研究

固体火箭发动机水下点火射流是高温高压条件下复杂的多相流过程,为研究其流场特性与推力特性,选取扩张比分别为3.4和14.0的拉瓦尔喷管模型进行数值模拟。采用计算流体力学方法分析高速燃气超音速射流过程的流场与推力演化过程,揭示高温高压气体与水环境之间的相互作用规律。结果表明：固体火箭发动机水下射流流场结构与推力特性呈周期性变化,根据流场特征可分为颈缩、胀鼓、回击3个阶段;水环境与射流气体之间的相互作用是导致背压振荡的直接原因,同时导致激波运动、动量推力与压差推力的振荡。对比两种扩张比喷管的射流可知,扩张比为14.0的喷管射流形貌与流场结构的周期性变化更明显,扩张比为3.4的喷管背压振荡频率高、周期性特征弱、推力更稳定。     

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。     

超音速空腔流动中旋成体气动特性数值研究

采用求解N-S方程的数值模拟方法研究超音速空腔流动中来流马赫数、空腔长深比和旋成体相对空腔的距离等参数对旋成体纵向气动特性的影响.数值模拟中采用LU-SGS方法、Roe通量差分分裂方法和S-A湍流模型.结果表明,马赫数和空腔长深比对离开空腔不同距离上的旋成体产生的法向力和轴向力影响不大.小长深比空腔对旋成体上的俯仰力矩基本没有影响,但中到大长深比空腔对旋成体上的俯仰力矩特性有明显影响,旋成体刚离开空腔时,中长深比空腔对旋成体产生更大的头部趋近空腔的俯仰力矩,且随着马赫数增加俯仰力矩峰值更大.     

圆锥跨、超音速绕流的数值仿真

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，确定了锥激波的几何位置。仿真结果与精确解和实验结果吻合较好。     

超音速燃气射流非定常波系的数值研究

根据ＭＵＳＣＬ格式的基本思想，对格式进行了部分修改，数值模拟了超音速燃气射流流场的结构和发展过程。给出了流场谐波系的变化趋势，得到了流场达到稳定状态的时间和稳定后的流动图形。     

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。     

模块装药火炮内弹道二维两相流数值预测

根据模块装药火炮复杂装药结构的特点,考虑了隔仓及环形间隙区的作用并建立了轴对称二维两相流内弹道理论模型。数值预测结果表明,膛底、药室口部曲线与实验有较好的一致性。文中还给出了模块装药膛内发射过程的详细计算结果,对于指导该类装药设计具有重要意义。     

旋转装液弹丸进动时腔内液体作用力矩的数值解

求解了调整旋转装淮弹丸进动时腔内液体对弹体作用力矩的数值解。建立了非惯性坐标下液体运动三维形式的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，应用有限差分方法，求得不同粘性液体在不同的攻角和转速下有空内液体流场和作用于弹体的力矩。本文的处理方法和计算程序对装液弹飞行稳定性分析有重要作用。