助旋制退裝置是通過(guò)分配火藥氣體后效期內(nèi)的氣體流量與流動(dòng)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)助旋功能和制退功能。對(duì)于在轉(zhuǎn)管機(jī)槍上安裝助旋制退裝置，一方面可以提高轉(zhuǎn)管機(jī)槍的射速或者降低電機(jī)的功率，另一方面可以對(duì)轉(zhuǎn)管機(jī)槍提供制退作用。助旋制退裝置的添加對(duì)于整個(gè)武器系統(tǒng)的總體性能的提高是一種十分有效的途徑。 本論文首先介紹了膛口流場(chǎng)的數(shù)值模擬方法和膛口流場(chǎng)的基本特點(diǎn)，提出了一種新型的助旋制退裝置，分析了助旋制退裝置的結(jié)構(gòu)原理，建立了內(nèi)彈道計(jì)算模型，其中內(nèi)彈道計(jì)算結(jié)果為流場(chǎng)模擬的邊界條件加載提供了理論依據(jù)。 其次本文采用了理論分析和仿真建模相結(jié)合的方法，運(yùn)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論，先對(duì)不考慮彈丸的帶與不帶助旋制退裝置的二維流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，得到壓力、速度等云圖或等值圖和不帶與帶裝置的流場(chǎng)形成、發(fā)展與衰減過(guò)程，并且計(jì)算出了裝置的制退效率。再對(duì)不考慮彈丸的帶助旋制退裝置的三維流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，得出不帶彈丸情況下的壓力、速度等云圖和等值線圖，并計(jì)算出了裝置所能提供的助旋力矩。然后運(yùn)用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)考慮普通彈丸的帶與不帶助旋制退裝置的二維流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，得到耦合彈丸情況下帶與不帶助旋制退裝置的壓力、速度等云圖和等值線圖和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化以及對(duì)普通彈丸增速的影響。最后通過(guò)分析脫殼穿甲彈的脫殼原理，建立了脫殼穿甲彈的三維模型和三維流體計(jì)算模型，對(duì)脫殼穿甲彈不同馬赫數(shù)下外流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，并且考慮了帶與不帶助旋制退裝置對(duì)發(fā)射脫殼穿甲彈脫殼的影響。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TJ203
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方程及數(shù)值模擬方法
    2.1 流體力學(xué)基本方程組
    2.2 湍流模型
    2.3 控制方程的離散
    2.4 初始條件與邊界條件
    2.5 網(wǎng)格生成技術(shù)
    2.6 動(dòng)網(wǎng)格模型
    2.7 FLUENT 軟件求解步驟
    2.8 本章小結(jié)
3 助旋制退裝置結(jié)構(gòu)原理及膛口流場(chǎng)和內(nèi)彈道計(jì)算
    3.1 助旋制退裝置原理及結(jié)構(gòu)
    3.2 膛口流場(chǎng)特性
        3.2.1 初始流場(chǎng)
        3.2.2 火藥氣體主流場(chǎng)
        3.2.3 帶膛口裝置的流場(chǎng)
    3.3 內(nèi)彈道計(jì)算
        3.3.1 內(nèi)彈道數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 內(nèi)彈道參數(shù)及計(jì)算結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
4 不考慮彈丸情況下帶與不帶助旋制退裝置流場(chǎng)數(shù)值模擬
    4.1 不考慮助旋制退裝置時(shí)膛口二維流場(chǎng)分析
        4.1.1 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分
        4.1.2 仿真步驟
        4.1.3 仿真結(jié)果分析
        4.1.4 后坐力計(jì)算
    4.2 帶助旋制退裝置的二維流場(chǎng)分析
        4.2.1 幾何模型的建立及網(wǎng)格的劃分
        4.2.2 仿真結(jié)果分析
    4.3 制退效率的計(jì)算
    4.4 帶助旋制退裝置三維流場(chǎng)分析
        4.4.1 幾何模型的建立及網(wǎng)格的劃分
        4.4.2 FLUENT 求解設(shè)置
        4.4.3 仿真結(jié)果分析
    4.5 助旋力矩的計(jì)算
    4.6 本章小結(jié)
5 考慮普通彈丸情況下帶與不帶助旋制退裝置流場(chǎng)數(shù)值模擬
    5.1 不帶助旋制退裝置的流場(chǎng)數(shù)值模擬
        5.1.1 幾何模型的建立及網(wǎng)格的劃分
        5.1.2 FLUENT 求解設(shè)置
        5.1.3 仿真結(jié)果分析
        5.1.4 后效期火藥燃?xì)饧铀購(gòu)椡璧难芯?br>    5.2 帶助旋制退裝置的流場(chǎng)數(shù)值模擬
        5.2.1 幾何模型的建立、網(wǎng)格的劃分和求解設(shè)置
        5.2.2 仿真結(jié)果分析
        5.2.3 帶助旋制退裝置后效期火藥燃?xì)饧铀購(gòu)椡璧难芯?br>    5.3 本章小結(jié)
6 帶與不帶助旋制退裝置發(fā)射脫殼穿甲彈仿真研究
    6.1 脫殼穿甲彈模型
    6.2 脫殼穿甲彈空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬
        6.2.1 脫殼穿甲彈計(jì)算模型的建立及網(wǎng)格的劃分
        6.2.2 FLUENT 求解設(shè)置
        6.2.3 仿真結(jié)果分析
    6.3 帶與不帶助旋制退裝置的脫殼分析
        6.3.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
        6.3.2 接觸算法及分析
        6.3.3 添加載荷及約束
        6.3.4 結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2847453