由于大口徑速射艦炮在瀕海作戰(zhàn)中對(duì)岸攻擊、火力支援和精確打擊方面的優(yōu)勢(shì),世界各軍事強(qiáng)國(guó)均在加緊研制新型大口徑艦炮武器系統(tǒng),以適應(yīng)未來(lái)高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)的需求。155mm遠(yuǎn)程精確打擊艦炮,因其在費(fèi)用與作戰(zhàn)效能上的均衡性,而被認(rèn)為是未來(lái)海上對(duì)陸地火力支援及遠(yuǎn)程精確打擊新的標(biāo)準(zhǔn)口徑艦炮。大口徑艦炮武器系統(tǒng),為保證其射擊威力及火力連續(xù)性,必須有較高的射速。而艦炮在持續(xù)快速射擊過(guò)程中,所產(chǎn)生高溫高壓火藥燃?xì)鈺?huì)在身管內(nèi)形成脈沖式高溫流動(dòng),使身管急劇加熱和冷卻而處于極其惡劣的環(huán)境,影響身管壽命。因此,分析身管在火藥燃?xì)鉄釠_擊作用下的熱響應(yīng)并對(duì)身管進(jìn)行冷卻,對(duì)提高身管壽命有重要意義,同時(shí)對(duì)艦炮的設(shè)計(jì)研制也有一定的指導(dǎo)作用。本文以155mm大口徑艦炮為研究對(duì)象,對(duì)連續(xù)射擊狀態(tài)下的身管進(jìn)行熱響應(yīng)分析,并在不同冷卻方式冷卻效能分析基礎(chǔ)上,完成主動(dòng)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括：①利用SolidWorks建立155mm艦炮身管的實(shí)體模型并作適當(dāng)簡(jiǎn)化；②運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)、傳熱學(xué)理論,及ANSYS-CFX軟件對(duì)空氣自然冷卻155mm艦炮身管進(jìn)行射擊狀態(tài)下耦合傳熱熱響應(yīng)分析；③155mm艦炮在外液冷卻、內(nèi)部氣冷、層間水冷方式下艦... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 選題的背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 火炮內(nèi)彈道循環(huán)與膛內(nèi)流場(chǎng)特性
        1.2.2 火炮身管發(fā)熱與熱控制研究
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 傳熱學(xué)與計(jì)算傳熱學(xué)
    2.1 概述
    2.2 傳熱學(xué)簡(jiǎn)介
        2.2.1 傳熱學(xué)基本概念
        2.2.2 傳熱的基本方式
    2.3 計(jì)算傳熱學(xué)及ANSYS-CFX簡(jiǎn)介
        2.3.1 計(jì)算傳熱學(xué)及其發(fā)展
        2.3.2 ANSYS-CFX、ICEM CFD簡(jiǎn)介
    2.4 耦合傳熱
    2.5 本章小結(jié)
3 流動(dòng)、傳熱問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述及數(shù)值求解
    3.1 流動(dòng)與傳熱的控制方程
    3.2 控制方程的通用形式
    3.3 CFX控制方程離散——基于有限元的有限體積法
        3.3.1 ANSYS-CFX網(wǎng)格Tri-linear插值形函數(shù)
        3.3.2 控制方程離散
    3.4 隱式耦合求解方法
    3.5 代數(shù)多重網(wǎng)格方法
        3.5.1 多重網(wǎng)格方法
        3.5.2 代數(shù)多重網(wǎng)格方法
    3.6 本章小結(jié)
4 空氣自然冷卻155mm艦炮身管瞬態(tài)熱響應(yīng)
    4.1 艦炮身管的分析模型建立
        4.1.1 艦炮幾何模型簡(jiǎn)化
        4.1.2 計(jì)算域性質(zhì)及網(wǎng)格劃分
    4.2 空氣冷卻艦炮耦合傳熱分析
        4.2.1 155mm火炮內(nèi)彈道計(jì)算
        4.2.2 流動(dòng)、傳熱的湍流及傳熱模型
        4.2.3 邊界條件及初始化設(shè)置
        4.2.4 空氣冷卻艦炮身管瞬態(tài)熱響應(yīng)分析
    4.3 本章小結(jié)
5 155mm艦炮身管主動(dòng)冷卻方式選擇
    5.1 155mm艦炮身管外液冷卻
        5.1.1 外液冷卻分析模型
        5.1.2 外液冷卻艦炮身管瞬態(tài)熱響應(yīng)分析
    5.2 155mm艦炮身管內(nèi)部氣冷
        5.2.1 內(nèi)部氣冷分析模型
        5.2.2 內(nèi)部氣冷艦炮身管瞬態(tài)熱響應(yīng)分析
    5.3 155mm艦炮身管層間水冷
        5.3.1 155mm艦炮層間冷卻身管分析模型
        5.3.2 155mm艦炮層間水冷瞬態(tài)熱響應(yīng)
    5.4 155mm艦炮身管主動(dòng)冷卻基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
6 層間冷卻結(jié)構(gòu)冷卻效能影響參數(shù)分析
    6.1 層間冷卻結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化傳熱
        6.1.1 增大傳熱面積
        6.1.2 強(qiáng)化傳熱與傳熱系數(shù)
    6.2 層間冷卻結(jié)構(gòu)冷卻效能影響參數(shù)分析
        6.2.1 層間冷卻通道與內(nèi)膛面徑向距離的影響
        6.2.2 層間冷卻通道換熱面積的影響
        6.2.3 層間冷卻水流速、湍流強(qiáng)度的影響
    6.3 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 工作總結(jié)
    7.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于流固耦合的火炮身管層間冷卻分析[J]. 李鵬輝,李強(qiáng),李勝,方傳波.  中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(02)
[2]k-ω SST兩方程湍流模型中參數(shù)影響的初步分析[J]. 周宇,錢煒祺,鄧有奇,馬明生.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2010(02)
[3]火炮內(nèi)膛燒蝕磨損研究綜述[J]. 于偉,田慶濤,于旭東,吳斌,吳昊.  四川兵工學(xué)報(bào). 2010(02)
[4]外軍艦炮制導(dǎo)炮彈發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)我軍的啟示[J]. 吳杰.  國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ). 2010(01)
[5]延長(zhǎng)火炮身管壽命之分析[J]. 魏東.  科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2010(02)
[6]基于局部松弛和粗化策略的代數(shù)多重網(wǎng)格方法[J]. 徐小文,莫?jiǎng)t堯,劉旭.  數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2009(02)
[7]基于流固耦合的某速射火炮身管溫度場(chǎng)仿真計(jì)算[J]. 吳永海,徐誠(chéng),陸昌龍,李峰.  兵工學(xué)報(bào). 2008(03)
[8]火炮層間冷卻身管設(shè)計(jì)[J]. 張世全,卓建平,楊林.  火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2008(01)
[9]火炮身管報(bào)警溫度的確定[J]. 陳桂東,周彥煌.  兵工學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]某速射火炮身管系統(tǒng)傳熱特性的數(shù)值仿真研究[J]. 吳永海,徐誠(chéng),陸昌龍,李峰.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2007(19)



本文編號(hào)：3171793