滤波器湍流模型在低温流体空化流动数值计算中的应用

评价了滤波器湍流模型在低温流体空化流动计算中的应用。分别采用标准k－ε、修正RNG k－ε和FBM湍流模型对绕对称回转体在液氮中的空化流动进行模拟,并计算了进口湍流度对空化流动的影响。与实验结果对比表明：相对标准k－ε和修正RNG k－ε湍流模型的计算结果,FBM湍流模型可以更好地反映低温流体中汽液混合的空泡界面,更准确捕捉由于热力学效应影响而造成的压力和温度变化,计算得到的结果与实验数据更为接近。标准k－ε和修正RNG k－ε模型对计算工况的进口μ_T/μ_L|_inlet粘性比比较敏感。采用FBM湍流模型计算,可以明显减小进口μ_T/μ_L|_inlet粘性比对计算结果的影响。     

爆炸近区流场的数值模拟方法研究

提出了一种用于模拟爆炸近区炸药、爆轰产物、空气等相互作用流场的数值方法。在欧拉型方法中引入了一种炸药、爆轰产物、空气3种组分的混合模型,该模型中炸药及爆轰产物采用Jones-Wilkins-Lee(JWL)状态方程,空气采用理想气体状态方程,在固相与气相间满足等压假设和体积可加性,气相组分间满足等温假设和分压定理。该模型无需迭代求解,计算效率较高。化学反应率采用“点火—生长”模型,采用AUSM₊-up格式计算通量。计算了空气中球形TNT装药的爆炸问题,可以清晰地看到爆轰波在流体界面上发生的透射、反射等一系列复杂作用过程。计算得到的超压峰值在直至距药球表面5 cm的位置都与实验结果符合良好,冲击波到达时间、超压比冲量等与现有实验结果也符合较好,验证了本方法的有效性和准确度。     

近场水下爆炸作用下箱形梁整体损伤特性研究

当水下近距爆炸载荷对舰船产生耦合激励作用时,舰船的总体损伤特点是一个值得深入研究的问题。以水面箱形梁模型为研究对象,建立了梁模型在水下近距爆炸载荷作用下动态响应的有限元仿真方法,最后利用数值仿真和具体试验相结合的方法,对自由梁在水下特定爆炸工况下的整体损伤特性进行了研究。结果发现：数值计算结果和试验结果具有较好的一致性;在爆炸气泡脉动频率与梁模型一阶湿频率相近的条件下,随着爆径比的增大,梁的整体响应状态由整体中垂塑性弯曲转变为鞭状运动。     

加强筋的布置对其抗爆性能影响的研究

为探讨抗爆结构设计,采用有限元模拟了典型加筋板结构加强筋迎、背爆面布置下抗冲击过程,分析加强筋的布置对冲击载荷的影响,并与加筋板抗爆实验进行比较。结果表明:加强筋迎爆面布置将使板架在加强筋间的局部区域承受的冲击载荷变大,而使板架承受的角隅汇聚冲击波强度减弱;数值模拟结果与实验结果吻合良好。     

超空泡水下航行器空间运动建模与弹道仿真

在包含超空泡“时间延迟”效应的基础上,建立了超空泡水下航行器空间运动模型。模型中体现了机动条件下空泡中轴线相对航行器中轴线的偏移产生的流体动力及力矩。为考察该模型在强机动条件下的准确性,进行了弹道仿真分析。结果表明所建立的模型能够描述航行器机动运动的特性;同时表明在实施极限操舵模式时,舵角极限量是影响姿态角对舵角振荡特性的关键因素。该结论对超空泡水下航行器控制技术研究具有重要意义。     

某型履带车辆紧急制动动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,用ADAMS/ATV模块建立了某型履带车辆紧急制动的动力学模型。通过实车的行驶试验和紧急制动试验对模型进行了验证,结果表明所建动力学模型在反映履带车辆行驶及紧急制动动力学行为方面能够满足工程分析的需要。将其作为分析平台,对履带车辆进行了以相同初速度在不同路面以及同一路面不同初速度情况下紧急制动动力学仿真分析,仿真结果表明,其符合在相同的路面制动初速度越大制动距离越远以及制动初速度相同的情况下,路面不平度越大制动距离越短的实际情况。     

闭锁间隙对回转闭锁接触应力影响数值仿真分析

建立了自动机机头和节套在闭锁阶段的有限元模型,并在模型中引入了实际可能存在的接触和闭锁间隙,通过非线性瞬态有限元软件进行数值计算,获取了机头和节套闭锁面在不同闭锁间隙碰撞下的Von-Mises等效应力云图,分析了闭锁间隙对闭锁面接触应力的影响,并引入接触面压强波动系数和波幅反映了接触应力值波动随闭锁间隙变化的规律,仿真结果可为闭锁机构的强度设计和工作特性分析提供一定依据。     

防空多管火箭武器跟踪发射模型研究

立足于火箭武器发展的需求,研究了防空多管火箭炮的跟踪运动对火箭弹离轨参数的影响,给出了跟踪发射时火箭弹运动参数的计算方法,确定了火箭弹脱离定向器瞬时的运动参数,获得了空间弹道计算的初始条件,同时研究了两种特殊跟踪运动下火箭弹的离轨参数,为火箭弹飞行性能优化和发射装置的设计提供了参考。     

某桥丝电雷管抗高过载性能检测与加固设计

霍普金森压杆试验装置与X射线CT层析用于评价抗高过载条件下桥丝电雷管的性能。由试验结果得到了失效模式与易损特性。通过材料优选、结构优化与加固、过渡装药固化,设计了结构加固的桥丝电雷管。结果表明,加固设计后的桥丝电雷管可承受加速度≥105g和宽度约为100μs的脉冲冲击。高加速冲击后电雷管性能和结构基本无变化,提高了桥丝电雷管的抗高加速过载能力。     

一种高精度爆速测量方法

为精确测量炸药拟定态爆速,设计了尖形探针和相应的实验测量方法,测量了有机玻璃、不锈钢、铝合金约束下片状TATB为基钝感炸药的拟定态爆速,结果为(7.527±0.017)km.s-1。表明:采用尖形电探针测量钝感炸药爆速的不确定度为19 m.s-1,相对不确定度为0.25%,与洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)精密爆轰物理实验结果相当,为精密爆轰物理实验提供了一种新的爆速测量方法。