炮口制退器屬于火炮反后坐裝置,對火炮的輕量化、機動性具有重要的作用。針對傳統炮口制退器測試方法的缺點,基于火炮試驗證明炮口制退器結構特征量只與結構有關,本文提出用接近常溫的中壓壓縮空氣（小于5MPa）代替火藥燃氣并能實現數字化和自動化控制的炮口制退器試驗方法。通過控制體積法,結合炮口制退器結構特征量的定義,推導了炮口制退器在定常流和非定常流下以炮口制退器入口截面氣流總壓和炮口制退器內壁面所受軸向力為主要物理量的計算算式,并設計了測試炮口制退器入口截面氣流總壓和炮口制退器內壁面所受軸向力的測試方法�？紤]到接近常溫的中壓壓縮空氣和高壓火藥燃氣的區(qū)別,用計算流體力學方法計算了炮口制退器在不同的入口總壓、入口總溫、定常流、非定常流、不同種類氣體下炮口制退器的結構特征量,計算結果表明,炮口制退器的結構特征量與入口總壓、入口總溫、定常流、非定常流和氣體種類都沒有關系,由此得出可以用接近常溫的中壓壓縮空氣代替?zhèn)鹘y的火藥燃氣進行試驗的結論。提出炮口制退器幾何相似到同一口徑尺寸炮口制退器進行試驗的方法,并用計算流體力學驗證了幾何相似的炮口制退器結構特征量相等。根據基于炮口制退器結構特征量的試驗方法特點和... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 炮口制退器的研究概況
    1.3 計算流體力學
    1.4 論文的主要研究內容
2 試驗方法
    2.1 試驗方法依據
        2.1.1 炮口制退器的重要特征量及其關系
        2.1.2 獲得炮口制退器性能特征量的試驗方法及比較
        2.1.3 基于結構特征量的試驗方法的推導
    2.2 入口截面氣流總反力測量方法設計
        2.2.1 入口截面氣流總反力的計算式分析應用
        2.2.2 收縮噴管和拉伐爾噴管在試驗裝置上的應用
        2.2.3 基于總壓的入口截面氣流總反力測量方法
    2.3 內壁面軸向力測量方法設計
        2.3.1 自由射流特點的應用
        2.3.2 消除外壁面影響的內壁面軸向力測量方法
    2.4 本章小結
3 試驗方法論證
    3.1 概述
    3.2 入口截面氣流馬赫數為1的CFD驗證
        3.2.1 馬赫數為1的意義
        3.2.2 馬赫數沿收縮管段的計算分析
    3.3 總壓沿收縮管段的CFD計算
        3.3.1 不同總壓測試位置的比較分析
        3.3.2 總壓沿收縮管段的計算分析
    3.4 外壁面受大氣壓對內壁面軸向受力的影響
        3.4.1 問題概述
        3.4.2 對內壁面軸向力影響的計算分析
    3.5 氣流狀態(tài)無關性證明
        3.5.1 氣流狀態(tài)無關性的重要意義
        3.5.2 入口總壓無關性驗證
        3.5.3 入口總溫無關性驗證
    3.6 氣體種類無關性證明
        3.6.1 氣體種類無關性的重要意義
        3.6.2 氣體種類無關性驗證
    3.7 相似炮口制退器的結構特征量特點
        3.7.1 尺寸大小無關性意義
        3.7.2 尺寸無關性驗證
    3.8 本章小節(jié)
4 試驗方案和主要結構設計
    4.1 試驗裝置的總體方案設計
        4.1.1 設計要求
        4.1.2 試驗裝置的組成及功能
        4.1.3 炮口制退器相似設計
        4.1.4 試驗操作流程及注意事項
    4.2 管道壁厚設計
        4.2.1 壁厚設計的基本要求
        4.2.2 壁厚計算
    4.3 炮口制退器和滑動連接管段的連接設計
    4.4 滑動連接管段結構設計
        4.4.1 滑動連接管段作用概述
        4.4.2 滑動連接管段結構設計注意事項
        4.4.3 滑動連接管段結構形式
    4.5 傳感器安裝設計
    4.6 支架設計
    4.7 安全結構及措施
    4.8 本章小節(jié)
5 實例仿真計算
    5.1 概述
    5.2 計算模型
        5.2.1 幾何模型簡化
        5.2.2 計算區(qū)域設定及網格劃分
        5.2.3 物理模型設置
    5.3 求解計算及結果
    5.4 結果分析
    5.5 本章小結
6 工作總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 后續(xù)展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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[8]帶制退器的膛口燃燒流場并行數值模擬[J]. 代淑蘭,許厚謙,肖忠良.  彈道學報. 2009(04)
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博士論文
[1]復雜流場數值方法研究及在炮口制退器設計中應用[D]. 張輝.南京理工大學 2009

碩士論文
[1]艦炮發(fā)射動力學及減小后坐力研究[D]. 沈啟敏.哈爾濱工程大學 2010
[2]抽水蓄能電站側式進/出水口設計研究及CFD模擬[D]. 張新偉.西華大學 2008
[3]閥芯運動過程液壓滑閥內部流場的CFD計算[D]. 趙蕾.太原理工大學 2008
[4]炮口制退器流場數值仿真研究[D]. 李偉.南京理工大學 2008
[5]壓氣機排氣蝸殼數值模擬[D]. 吳國強.哈爾濱工程大學 2008
[6]非線性問題的有限體積兩重網格算法[D]. 張愛君.西安理工大學 2007
[7]風力發(fā)電機三維建模與分析[D]. 邱興克.新疆大學 2006



本文編號：3330732