RLPG拟射流破碎雾化特性实验与数值模拟

利用一种高速液体喷射装置,采用阴影和脉冲X射线成像技术,研究高压环境中高速液体射流的破碎雾化特性。建立了喷雾的颗粒轨道模型,进行了数值模拟计算,得到了喷雾的空间分布和气相流场的速度分布。在模型中,气相流场在欧拉坐标系中接单元控制体将方程积分,构造差分方程;液滴在拉格朗日坐标系中考虑其动量、质量的变化。     

再生式液体药火炮中受限射流雾化性能的研究

再生式液体发射药火炮中液体药射流雾化性能是影响弹道性能稳定性的主要因素之一。本提出一种观测射流雾化形态的实验方法和相应的测试系统。利用所研制的测试系统，研究了受限空间中高速惰性液体和含能液体射流的扩展结构，环境反压，喷嘴形状和尺寸等各种参量对射流雾化形态的影响，分析了泰勒雾化理论和湍射流扩射理论对于ＲＬＰＧ的适用范围，在观测射流雾化性能的基础上，提出了进一步测定射流雾化规律的方法。     

RLPG环形喷嘴雾化特性的实验研究

应用激光衍射瞬变喷雾场测量系统，进行了ＲＬＰＧ环形喷嘴雾化特性的实验研究，实验表明：（１）ＤＭ随时间增加呈山岭谷型分布，贮液室压力随时间增加呈山峰型分布，二者比较反映了环形喷嘴喷射压降对雾化质量的影响；（２）ＤＳＭ随轴向距离增大而增大，喷雾场前沿多为大液滴。     

液体射流破碎机理及其在再生式液体发射药火炮中的应用

本文对液体射流各种破碎机理进行了讨论.对于再生式液体发射药火炮.假设液流破碎主要是由于环境气体和液流间的气动力作用引起的.根据扰动产生液流不稳定理论,确定出相应液滴形成的最大波长值以及从射流表面形成液滴的质量速率.并对120 mm再生式液体发射药坦克炮内弹道循环初期,进行了雾化计算.根据给出的近似液面燃速公式,估计再生式液体发射药火炮内弹道循环初期液体雾化所占比重,对再生式液体发射药火炮进行了液体燃料初期堆积的预测.     

喷嘴结构对含能液体雾化性能的影响

针对含能液体的特点，用不稳定波理论，建立了射流破碎的简化模型，模型中考虑了射流初始破碎、液滴之间的碰撞聚合和破碎。经过数值计算，得到了不同喷嘴结构条件下，HY911射流雾化液滴的Sauter平均直径分布并与实验结果进行了分析比较。     

应用脉冲X光成像技术对高速射流的实验研究

以再生式液体发射药火炮的液体药喷射为工程应用背景，研究了利用脉冲Ｘ射线成像分析液体发射药拟射流的实验方法，提供了一种相应测定射流喷射雾化形态和内部结构的测试系统，得到了多种喷口结构所形成的高压射流在喷射过程中的多幅连续Ｘ光照片，为相对准确分析射流雾化原理提供了实验依据。     

再生式液体发射药火炮射流雾化特性研究

为了研究再生式液体发射药火炮液体药再生喷射过程的雾化机理,搭建了可视化的再生式射流雾化实验平台,用高速摄像拍摄冷态下再生喷射过程的射流形态,观测了射流的雾化规律,为射流雾化机理研究提供了参考。在实验基础上,基于FLUENT流体仿真软件利用VOF模型对射流雾化的两相流问题进行了模拟。仿真结果表明,环形射流出喷口后逐渐向轴线聚并,环形射流湍流卷吸效应导致的负压区是其聚并的根本原因,压强是影响射流雾化质量的重要因素,压强越高,卷吸效应越明显,雾化质量越好。     

再生式液体发射药火炮中雾化燃烧过程的模拟

再生式液体发射药火炮（ＲＬＰＧ）内弹道过程最为棘手的问题是对液体（ＬＰ）射流从贮液室喷注到燃烧室，射流破碎形成具有一定尺寸分布的液雾及液滴燃烧这一复杂过程如何进行数学描述。为此提出了一个再生式液体发射药火炮的内弹道改进模型，模型中考虑了膛内气流运动的拉格朗日问题。为此基础上，模拟了液体药雾化燃烧过程。对提出的几种雾化燃烧模型进行了比较，同时与Ｃｏｆｆｅｅ编码计算结果也进行了比较。     

含能气体射流在液体工质中扩展的两维模型及数值模拟

为了研究整装式液体发射药火炮燃烧稳定性的控制方法,针对渐扩型药室结构,建立了含能气体射流在液体工质中扩展的两维模型,应用FLUENT应用软件对非稳态气体射流与液体工质相互作用的过程进行了模拟.探讨了渐扩型结构尺寸、喷气压力和喷口直径参数变化对射流扩展形态的影响,获得了射流场等温线、等压线和等密度线图.结果表明:当渐扩尺寸比为0.8、喷气压力大于30 MPa、喷孔直径大于2 mm时,气体射流发展不稳定,气液湍流掺混强烈.模拟出的射流轴向扩展速度和实验结果基本吻合.     

RLPG燃烧室气体动态特性研究及应用

为研究再生式液体发射药火炮燃烧室的压力振荡,建立了燃烧室气体三维波动方程,给出了求解气体动态特征频率的表达式,在某一确定燃烧室容积下分析了燃烧室结构尺寸对气体动态特征频率的影响规律.通过分析气体动态特性在压力振荡抑制技术研究中的影响,给出了避开燃烧室压力振荡主频带的燃烧室半径与长度的比.研究结果表明,燃烧室气体多阶动态特征频率受到激励是RLPG燃烧室产生压力振荡的一个重要原因,通过合理设计燃烧室结构尺寸可以避免燃烧室气体多阶动态特征频率受到激励.     

环形射流成型的设计改进及数值模拟

针对内外壁等质量设计方法造成的环形射流成型扭曲偏斜的问题,提出了保证内外壁压垮同步的等动量设计方法予以改进,并结合射流形成理论对其进行了理论分析。通过Autodyn仿真软件对改进前后两种方案形成环形射流的过程进行了仿真。数值模拟结果表明:与传统设计相比,新的设计方案可以保证射流不偏斜的同时改进射流成型。这对环形射流的设计有新的指导意义。     

一种M型药型罩形成环形射流的数值模拟研究

对串联战斗部前级聚能装药开孔不大的问题开展了研究,提出了一种M型药型罩,通过分析该药型罩结构设计的原理,运用ANSYS／LS-DYNA仿真软件对该药型罩形成环形聚能射流进行了数值模拟研究。结果表明：M型药型罩能够形成直径较大的环形射流,射流持续稳定;军用领域,能够用作串联战斗部的前级药型罩,对靶板切割成一定孔深且孔径大的环形孔,方便后级随进战斗部对靶板形成充塞破坏;民用领域,可以对一定厚度的靶板进行快速打孔。     

高速水喷流实验装置方案及其性能仿真

为了研究水下武器高速水喷流噪声问题,设计了高速水喷流实验装置,并运用相关理论建立了整个装置实验过程的数学模型,并进行了数字仿真,求取了实验过程中气瓶和气水缸的压力以及水喷流速度的变化规律.仿真结果表明,该方案可在一定时间内保持喷口高速水流速度的稳定性,可以满足实验要求,为下一步的实验研究提供参考.     

杀伤子母弹机场封锁效能仿真

针对机场封锁作战中的间接封锁与直接封锁作战方式,讨论了利用破片弹道示踪法仿真子母杀伤封锁战斗部在子弹延时起爆条件下,单枚母弹对长度等于最小起降带长度的跑道区域内以一定规律起飞的作战飞机的封锁效能,其结果对封锁战斗部研制及机场封锁弹药战术应用策略具有指导作用。     

一种离散与预制组合破片战斗部的数值模拟

离散与预制组合破片战斗部的杀伤元为圆弧杆破片与球破片,破片的不同形状和不同参数都影响战斗部的杀伤效果。运用ANSYS／LS-DYNA对该战斗部进行了数值模拟。分析了破片的错位排列和不同形状对战斗部爆炸形成破片的速率及形成破片的空间状态的影响。模拟结果表明：圆弧杆破片的平均速率最大,球破片平均速率最小;由于破片的错位排列及形状的不同使战斗部爆炸在有限的时间内任一时刻破片形成连续的不同半径杀伤环的空间分布,即形成了类似于大碗倒扣在小碗上的“体”杀伤。模拟结果可为战斗部的设计提供有益的参考。     

弹丸壳体性能对聚能射流影响的数值模拟

利用LS-DYNA3D有限元分析软件,对某弹丸在不同壳体性能情况下形成射流的过程进行数值模拟及对比分析,以寻求壳体性能对聚能装药射流的影响。通过对计算结果的分析,总结了壳体厚度及壳体材料对射流头部速度、射流总能量等相关特性的影响,找出了弹丸的最佳壳体厚度和壳体材料。结论可为弹丸设计及提高战斗部威力提供有益参考。     

侧喷试验中喷口与模型间缝隙影响的数值研究

文中通过求解三维可压缩N-S方程,对超声速侧向单喷流干扰流场进行了数值模拟,验证了侧向喷流复杂流场数值模拟方法的可靠性.以此为基础,针对侧向喷流间接模拟风洞实验中喷口与模型存在缝隙的导弹外形,开展了数值模拟研究,分析了通气缝隙和不通气缝隙的流场结构.计算结果显示,缝隙通气与否对缝隙内的流动有明显影响,而对喷流干扰流场的影响比较小.     

发散形环形切割装置的数值模拟仿真

目前环形切割装置产生的无论是射流还是EFP都不太稳定,在飞行过程中由于空气动力都会导致侵彻体偏斜,靶板的侵彻达不到预期的穿孔效果.针对该问题,设计了一种发散形的环形切割装置,利用AUTODYN软件,对这种环形切割装置在不同发散角下进行了数值模拟仿真.仿真结果表明,当发散角度在7°左右时,可以达到最佳开孔效果,且比现有环形切割装置开孔直径大;侵彻过程中也不存在内偏现象.     

燃气舵装置性能参数测试和分析

燃气舵装置性能参数的准确获得对导弹飞行控制性能设计非常重要。论述了燃气舵装置需要测试的性能参数、卧式六分力测试系统和燃气舵五分量天平测力系统的测试原理,介绍了两系统测试燃气舵性能参数的实现方法,分析了两系统影响测试精度的因素和优缺点,通过试验数据比较,指出了适合测试燃气舵各性能参数的试验方法。文中总结的测试和分析方法是合理、可行的。