導彈發(fā)射系統(tǒng)研制進入試驗階段之前需要進行大量的仿真計算,對于大規(guī)模的數值仿真而言,其操作專業(yè)性強,而且模型數值仿真周期長。為了解決多平臺發(fā)射系統(tǒng)燃氣流場的大規(guī)模數值仿真難題,本課題采用機械與計算機學科交叉合作的方法,運用計算機仿真與機械模型融合技術,開發(fā)一款適用于多平臺發(fā)射系統(tǒng)燃氣流場數值仿真的通用平臺。論文所研究的工作內容如下:(1)根據計算流體動力學的控制方程求解導彈燃氣射流場。建立導彈燃氣射流場的控制方程組、結構化分析的數值方法,模擬流場的邊界條件以及初始條件,判斷模擬導彈發(fā)射過程中燃氣射流場數值計算的收斂條件。(2)建立車載、艦載、水下三種導彈發(fā)射平臺,囊括冷/熱、傾斜/垂直等發(fā)射方式下的機械模型,對其建模、計算、仿真得到十三組基準模型數據。對十三種發(fā)射方式下的模型進行導彈發(fā)射過程中燃氣流對發(fā)射裝置表面產生的壓力場、速度場、溫度場分析,得到一系列的壓力、速度、溫度分布云圖,以及導彈發(fā)射車、發(fā)射箱等關鍵部件點的壓力、速度、溫度曲線,導彈從點火發(fā)射到離開發(fā)射筒這一階段的動畫展示。論文中開發(fā)的軟件簡化了工作流程,降低工作人員的工作量,使復雜的仿真建模工作簡單化,無需科研人員掌握工作背景以及模擬方法就可以進行模型計算。機械與計算機的交叉結合,使得科研工作者減輕了仿真量,提高工作效率。為發(fā)射系統(tǒng)方案設計階段提供決策支持,為燃氣流場參數的預估和實彈測量提供理論和技術支撐。
【學位單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TJ768;TP391.9
【部分圖文】：

章 計算流體動力學及其在導彈燃氣射流計算中的結構化分析的數值方法流的控制方程之后，要對流體計算區(qū)方法，求解代數方程組，從而獲得節(jié)點三維結構化網格中屬六面體網格最為氣流場進行建模，一個高質量的網格是的網格文件，才能為后續(xù)的流場求解提體積法對網格進行劃分，如圖 2-1 所示

圖 4-6 導彈參數設置窗口 圖 4-7 發(fā)射筒參數設置窗口3）網格建模圖 4-8 所示為集成平臺成功調用 Gambit 軟件，進行自動化網格建模。在進行幾何建模之前，系統(tǒng)使用者需設置網格建模的工作路徑，且工作路徑不能出現中文字符，否則會導致 CAE 軟件識別不出工作路徑，導致建模不能正常進行。點擊“開始建模”按鈕，系統(tǒng)將調用軟件-Gambit2.4.6 進行網格建模，點擊“停止”按鈕可以隨時停止網格建模進程，但是若建模未完成則會影響之后的流體求解計算。

圖 4-9 流動求解控制參數 圖 4-10 并行計算如圖 4-9 所示為流動求解控制參數設置窗口，在此窗口中設置定壓比熱、平均摩爾質量、courant 數、離散精度等。圖 4-10 所示即為設置求解器的相關參數例如時間步長、迭代步數等。點擊圖中“開始計算”按鈕將打開 Fluent 軟件，將會讀取.journal 文件實現流體計算（前提是網格建模完成已經生成了 mesh 文件），則“停止計算”按鈕為中斷 Fluent 計算。圖 4-11 即為調用 Fluent 軟件進行求解計算，收集仿真數據進行處理。
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本文編號：2893947