与燃气射流耦合的易裂后盖开启过程数值分析

对于采用易裂盖的箱式发射系统,后盖开启过程与燃气射流流场相互影响。为了研究易裂后盖的开启过程,使用基于光滑方法和重构方法的动网格技术,将后盖裂片运动过程与燃气射流流场耦合,对整个开盖过程进行了仿真计算。得到了起始冲击波的作用过程以及发射箱内各监测点的压强曲线,并分析了燃气射流对后盖裂片的冲击作用以及对其运动过程产生的影响。结果表明,与非耦合工况的计算结果进行对比,耦合工况的结果更接近于实验数据。随着后盖裂片转动角度的不断增大,旋转力矩逐渐减小,裂片的转动速度经历了先快速上升、后缓慢下降的过程。     

基于气动耦合的导弹适配器初始分离弹道数值分析

为了准确预测与导弹分离后导弹适配器的初始分离弹道,使用基于局部重构方法的动网格技术,将适配器的运动与流场的变化耦合。通过CFD方法实时求解适配器飞行过程中的气动载荷,并对适配器的六自由度运动微分方程进行求解。使用基于尺寸函数的局部重构方法对适配器周围网格进行更新。通过数值计算得到了适配器在初始分离弹道阶段的气动载荷系数曲线,以及适配器的分离速度、角速度曲线和分离飞行轨迹,并与试验结果进行了对比,两者高度一致。结果表明,在分离初速的作用下,适配器与导弹的距离逐渐增大,在气动力作用下适配器发生偏转,直到初始分离弹道结束适配器未与导弹发生碰撞。     

喷水系统对W形地下空间热发射流场的影响

采用喷水系统改善导弹地下空间热发射过程的流场，以达到削减压力脉冲峰值、缓解压强振荡和降低流场温度的目的，即减压、降温。结合三维黏性可压缩Navier-Stokes方程、Mixture多相流模型和相变模型，建立气-液两相流控制方程组，并用燃气射流缩比试验数据验证数学模型和数值方法的有效性，采用计算流体力学数值计算方法分析喷水系统对导弹地下空间发射过程流场环境的影响。研究结果表明：在W形地下空间底部建立喷水系统，可以很好地改善导弹地下热发射过程空间内流场环境特性；喷水系统对初始超压现象有很好地抑制效果，弹底压强振荡由8次减少到4次，压强没有产生剧烈振荡，在1 atm上下缓慢变化，最大压强仅为1.20×10⁵ Pa左右，大大削减了初始超压峰值，并降低了压强振荡的频率和幅值，实现了减压效果；通过液态水剧烈汽化、动量交换等过程，喷水系统强烈而有效地抑制了燃气反溅现象，燃气被约束在筒底位置，导弹底部的最高温度从3 000 K降低到了400 K左右，实现了降温效果。