為了為開發(fā)空心彈提供技術(shù)基礎(chǔ),應(yīng)用Fluent軟件仿真多種結(jié)構(gòu)方案的空心彈空氣動力流場,得到了不同馬赫數(shù)、不同攻角下的空氣動力參數(shù),基于彈丸外彈道模型和優(yōu)化設(shè)計理論建立了空心彈氣動力-外彈道優(yōu)化設(shè)計模型。對初步設(shè)計的模擬超速脫殼穿甲彈的空心訓練彈進行優(yōu)化,采用蒙特卡羅方法和彈丸外彈道質(zhì)心運動方程組建立彈丸立靶散布仿真模型,對經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后的空心訓練彈和制式超速脫殼穿甲彈進行模擬打靶并進行彈道一致性檢驗。應(yīng)用LS-DYNA軟件研究了空心彈落地碰擊土壤介質(zhì)時的跳彈特性。通過Fluent數(shù)值模擬得到空心彈典型設(shè)計方案簡化模型在不同馬赫數(shù)下的阻力系數(shù),運用Matlab軟件數(shù)值求解空心彈外彈道質(zhì)心運動微分方程組得到彈道頂點和落點諸元。將以上所得阻力系數(shù)和彈道諸元與公式計算結(jié)果進行對比的結(jié)果表明:來流馬赫數(shù)為2.0～4.4時,無彈帶結(jié)構(gòu)的空心彈模型用兩種方法所得外彈道諸元結(jié)果相差很小;彈丸頭部前緣厚度在可信區(qū)間內(nèi)對阻力系數(shù)影響較小,但傳統(tǒng)的彈帶結(jié)構(gòu)對阻力系數(shù)的影響較大。通過Fluent軟件仿真三種典型空心彈結(jié)構(gòu)方案空氣動力流場,得到了不同馬赫數(shù)、不同攻角下的阻力系數(shù)、升力系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)和壓力中心... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 空心彈國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 空心彈技術(shù)特性
        1.3.1 空心彈的特點
        1.3.2 空心彈彈托技術(shù)
        1.3.3 空心彈穩(wěn)定性的獲得
        1.3.4 空心彈的潛在用途
    1.4 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 訓練彈技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.2 彈丸外彈道優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.4.3 彈道一致性研究現(xiàn)狀
        1.4.4 彈丸對土壤的侵徹問題研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要工作
2 空心彈空氣阻力特性計算與數(shù)值仿真
    2.1 空心彈阻力系數(shù)計算公式
    2.2 基于Fluent軟件的外彈道空心彈流場數(shù)值模擬
        2.2.1 Fluent數(shù)值仿真概述
        2.2.2 空心彈仿真模型的建立
        2.2.3 網(wǎng)格大小無關(guān)性驗證
    2.3 數(shù)值模擬流場結(jié)果與分析
    2.4 仿真結(jié)果與公式計算結(jié)果對比
        2.4.1 仿真所得阻力系數(shù)與公式計算結(jié)果對比
        2.4.2 外彈道計算結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
3 攻角對空心彈空氣動力特性的影響
    3.1 仿真模型
    3.2 攻角變化對空心彈流場的影響
    3.3 攻角對空心彈空氣動力特性的影響分析
        3.3.1 攻角對空心彈阻力特性的影響
        3.3.2 攻角對空心彈升力特性的影響
        3.3.3 攻角對空心彈俯仰力矩特性的影響
        3.3.4 攻角對空心彈壓力中心的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 模擬超速脫殼穿甲彈的空心彈結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化
    4.1 空心彈結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.1.1 制式超速脫殼穿甲彈
        4.1.2 空心彈結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 空心彈外彈道優(yōu)化設(shè)計
        4.2.1 外彈道優(yōu)化設(shè)計方法
        4.2.2 外彈道優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型
        4.2.3 空心彈外彈道優(yōu)化模型
    4.3 優(yōu)化結(jié)果分析
    4.4 內(nèi)彈道設(shè)計
        4.4.1 內(nèi)彈道計算模型及驗證
        4.4.2 內(nèi)彈道計算
    4.5 本章小結(jié)
5 彈道一致性檢驗
    5.1 彈道一致性判據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)檢驗方法
        5.1.1 試驗準備和試驗方法
        5.1.2 彈道一致性檢驗方法
        5.1.3 數(shù)據(jù)可靠性分析的檢驗方法
    5.2 彈道一致性檢驗樣本的獲取
        5.2.1 彈丸散布影響因素分析
        5.2.2 蒙特卡羅方法
        5.2.3 仿真模型與驗證
    5.3 彈道一致性檢驗結(jié)果及分析
        5.3.1 樣本數(shù)據(jù)可靠性檢驗
        5.3.2 國家軍用標準彈道一致性檢驗方法彈道一致性分析
        5.3.3 分組檢驗法彈道一致性檢驗分析
    5.4 本章小結(jié)
6 空心彈落地碰擊土壤數(shù)值模擬研究
    6.1 有限元模型
        6.1.1 ANSYS/LS-DYNA軟件簡介
        6.1.2 有限元幾何模型
        6.1.3 材料模型與參數(shù)
        6.1.4 土壤模型厚度的選取
    6.2 仿真結(jié)果及分析
        6.2.1 空心彈侵徹土壤的軌跡
        6.2.2 著速對空心彈侵徹土壤的影響
        6.2.3 轉(zhuǎn)速對空心彈侵徹土壤的影響
    6.3 本章小結(jié)
7 海軍艦炮空心訓練彈設(shè)計
    7.1 制式76mm口徑艦炮彈藥
    7.2 空心彈結(jié)構(gòu)設(shè)計
        7.2.1 訓練彈整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        7.2.2 飛行部分空心彈設(shè)計
    7.3 訓練彈彈道特性分析
    7.4 本章小結(jié)
8 空心彈阻力特性試驗研究
    8.1 試驗用空心彈模型
        8.1.1 試驗用空心彈結(jié)構(gòu)
        8.1.2 內(nèi)彈道理論計算
    8.2 試驗原理及方案
        8.2.1 試驗原理
        8.2.2 試驗方案
    8.3 試驗結(jié)果分析
    8.4 本章小結(jié)
9 總結(jié)與展望
    9.1 本文工作總結(jié)
    9.2 本文創(chuàng)新點
    9.3 展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]外貿(mào)迫擊炮彈通用觸發(fā)引信相關(guān)技術(shù)研究[D]. 殷永亮.南京理工大學 2015
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[4]旋成體彈丸氣動力計算與氣動外彈道優(yōu)化設(shè)計[D]. 陳文超.南京理工大學 2012
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本文編號：3166114