發(fā)布時間：2021-04-17 21:43

　　本文以二級輕氣炮為工程研究背景,建立二級輕氣炮的內(nèi)彈道數(shù)學物理模型,并對其內(nèi)彈道過程進行數(shù)值仿真和優(yōu)化設計,主要研究內(nèi)容如下:（1）根據(jù)二級輕氣炮的發(fā)射特點,采用經(jīng)典內(nèi)彈道模型描述藥室內(nèi)火藥燃燒狀況和活塞運動,同時采用一維非定�？蓧嚎s流動模型描述輕氣室內(nèi)的氣體流動狀態(tài)和彈丸運動,并通過活塞的運動狀態(tài)將兩者耦合到一起,從而建立二級輕氣炮發(fā)射過程的內(nèi)彈道數(shù)學模型。（2）藥室部分基本方程組選用四階Runge-Kutta法數(shù)值求解,輕氣室部分控制方程組選用二階MacCormack格式數(shù)值求解,二者交替計算,從而實現(xiàn)對30mm/120mm二級輕氣炮內(nèi)彈道過程的數(shù)值仿真,仿真結果較好地驗證了所建模型的合理性。（3）改變裝藥量、初始注氣壓力、活塞質(zhì)量、彈丸質(zhì)量、活塞起動壓力以及彈丸起動壓力等發(fā)射參數(shù),分析不同發(fā)射參數(shù)的變化對二級輕氣炮發(fā)射性能,尤其是對彈丸炮口初速的影響,為二級輕氣炮的參數(shù)設計和發(fā)射性能的提高提供了理論依據(jù)。（4）在此基礎上,在藥室和輕氣室最大壓力限制的約束條件下,以彈丸最大炮口初速為目標函數(shù),以火藥裝藥量、初始注氣壓力和活塞質(zhì)量作為設計變量,建立二級輕氣炮的內(nèi)彈道優(yōu)化設計模型。采用... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究狀況
        1.2.1 輕氣炮國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 優(yōu)化設計國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
2 二級輕氣炮內(nèi)彈道過程
    2.1 引言
    2.2 二級輕氣炮的炮膛結構
    2.3 二級輕氣炮的工作原理和發(fā)射過程
    2.4 本章小結
3 二級輕氣炮內(nèi)彈道建模及數(shù)值仿真
    3.1 引言
    3.2 二級輕氣炮藥室部分內(nèi)彈道模型
        3.2.1 數(shù)學模型
        3.2.2 藥室內(nèi)彈道模型數(shù)值計算方法
        3.2.3 藥室內(nèi)彈道模型的初邊值條件
    3.3 二級輕氣炮輕氣室部分一維氣動力模型
        3.3.1 數(shù)學模型
        3.3.2 一維氣動力模型方程簡化處理
        3.3.3 一維氣動力模型數(shù)值計算方法
        3.3.4 一維氣動力模型的初邊值條件
        3.3.5 網(wǎng)格處理
        3.3.6 人工粘性項的加入
        3.3.7 截面濾波
    3.4 實驗對比
    3.5 數(shù)值仿真結果及分析
    3.6 本章小結
4 不同因素對二級輕氣炮發(fā)射性能的影響
    4.1 引言
    4.2 火藥裝藥量
    4.3 泵管初始注氣壓力
    4.4 活塞質(zhì)量
    4.5 彈丸質(zhì)量
    4.6 活塞起動壓力
    4.7 彈丸起動壓力
    4.8 本章小結
5 基于遺傳算法的二級輕氣炮內(nèi)彈道優(yōu)化設計
    5.1 引言
    5.2 二級輕氣炮內(nèi)彈道優(yōu)化設計模型
        5.2.1 建立優(yōu)化設計數(shù)學方程組
        5.2.2 選取設計變量
        5.2.3 建立約束條件
        5.2.4 確定目標函數(shù)
    5.3 遺傳算法簡介
        5.3.1 遺傳算法基本思想
        5.3.2 遺傳算法基本要素
    5.4 實數(shù)編碼遺傳算法的實現(xiàn)流程
        5.4.1 編碼及群體初始化
        5.4.2 群體適應度評價
        5.4.3 選擇操作
        5.4.4 交叉操作
        5.4.5 變異操作
        5.4.6 算法終止判別
    5.5 基于遺傳算法的二級輕氣炮內(nèi)彈道優(yōu)化結果與分析
    5.6 本章小結
6 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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[7]超高速撞擊實驗的三級壓縮氣炮技術[J]. 林俊德,張向榮,朱玉榮,劉文祥.  爆炸與沖擊. 2012(05)
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碩士論文
[1]三級輕氣炮內(nèi)彈道過程數(shù)值仿真與參數(shù)優(yōu)化[D]. 肖元陸.南京理工大學 2014
[2]埋頭彈火炮內(nèi)彈道優(yōu)化設計及數(shù)值模擬[D]. 李煒.南京理工大學 2013
[3]再生式液體炮內(nèi)彈道優(yōu)化設計及數(shù)值模擬[D]. 鞠曉瀅.南京理工大學 2013
[4]二級輕氣炮超高速撞擊實驗測控系統(tǒng)研究[D]. 鄧云飛.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[5]二級輕氣炮內(nèi)彈道仿真研究[D]. 馮福全.南京理工大學 2008
[6]二級輕氣炮內(nèi)彈道過程計算機仿真[D]. 劉海明.南京理工大學 2006
[7]25mm口徑超高速發(fā)射器的內(nèi)彈道性能分析與結構設計[D]. 平新紅.國防科學技術大學 2005



本文編號：3144188