戰(zhàn)斗部爆炸產生的沖擊波各項參量是評估武器毀傷威力的重要依據(jù),測試數(shù)據(jù)的準確性對武器毀傷的精準評估會產生直接影響。目前,ICP型傳感器常應用于地面沖擊波測試,筆式結構傳感器常應用于自由場沖擊波測試。沖擊波波陣面經過時,測試儀姿態(tài)、筆式結構自由場傳感器都會改變沖擊波流場,從而影響沖擊波測試結果的準確性。文中針對地面反射式沖擊波超壓測試與自由場沖擊波超壓測試過程中傳感器姿態(tài)的變化對沖擊波超壓測試會產生的影響問題進行仿真分析,并通過實驗進行驗證。將實驗測到的姿態(tài)數(shù)據(jù)經優(yōu)化的卡爾曼濾波器進行處理,提高數(shù)據(jù)的精確度。分別對地面沖擊波超壓測試與自由場沖擊波超壓測試過程中傳感器姿態(tài)特征進行分析,著重研究了傳感器姿態(tài)的幾種典型形式,通過FLUENT流體仿真軟件對測試儀及自由場傳感器進行建模,施加激波,分別仿真模擬傳感器的俯仰角變化、偏航角變化以及振動引起的傳感器凸起或凹陷對沖擊波流場的影響,觀察傳感器安裝結構周圍流場的分布情況,結合影響傳感器姿態(tài)的各種因素提出抑制措施。通過MATLAB對測試儀結構進行建模,實現(xiàn)測試儀姿態(tài)的可視化處理,可以形象地觀測測試儀姿態(tài)在爆炸過程中的變化。最后通過戰(zhàn)斗部現(xiàn)場實驗對地... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

沖擊波在空氣中不同時刻的傳播情況

中北大學學位論文9圖2-3三維沖擊波壓力波形Fig.2-3Threedimensionalshockwavepressurewaveform當爆心距地面較近時稱為近地爆炸[32]。這時，沖擊波就會接觸到地面從而發(fā)生反射現(xiàn)象，這種反射可以分為三種情況：（1）正反射：最早接觸到地面爆心投影點時的沖擊波的反射稱之為正反射。這時，入射角——入射波法線與反射波法線的夾角（用α0表示）為0。（2）斜反射：反射結果分別取決于入射波的峰值超壓與入射角α0的大校通過α0改變的大小將斜反射分為兩種情況。假設一極限入射角度為α極，當α0>α極時，會在反射表面形成由入射波和反射波形成新的波——馬赫波，這是由于反射波的波速大于入射波的波速，這種情況稱為非規(guī)則反射；當入射波、反射波和馬赫波交匯于一點時，該點稱為三波點，位于三波點以下的就是馬赫波[38]，在這一區(qū)域，沖擊波超壓峰值是相等的。而當α0<α極時的斜反射情況被稱為規(guī)則反射。α極的大小與裝藥量和裝藥高度有關。如圖2-4所示。

中北大學學位論文10圖2-4近地爆炸時地面不同反射區(qū)示意圖Fig.2-4Schematicdiagramofdifferentreflectionzonesonthegroundduringanexplosionintheair通過上圖近地爆炸時地面不同反射區(qū)示意圖可以看出，在近地空間爆炸時，爆心下方的地表處的入射波與反射波都為球面波，而入射波與反射波的夾角會隨著爆心到投影點的距離的改變而改變[39]，因此，近地爆炸產生的沖擊波在地面上會產生規(guī)則反射區(qū)與非規(guī)則反射區(qū)兩種不同的反射區(qū)（如圖2-4），其中規(guī)則反射區(qū)又分為正反射與斜反射兩種反射情況。非規(guī)則反射區(qū)的反射情況相對復雜，這是由于隨著沖擊波的推移，入射波與反射波會合成馬赫波[40]，這種波的波陣面與地表面相垂直，且波陣面的高度會隨著時間的變化逐漸升高，如圖2-4中可以看出，形成的三波點的軌跡顯示為距離地面由低到高的直線，這條直線到地面的距離由0逐漸升高。在發(fā)生上述不同反射情況時，通過不同反射波的強度計算公式可以算出不同情況下的壓力。（1）正反射強度計算：212110627PPPPP=++(2-1)其中，0P為空氣中的初始壓力；1P為入射波超壓峰值；2P為發(fā)射波超壓峰值。（2）斜反射中的規(guī)則反射強度計算：當入射波的壓力小于0.3MPa時，可按照式(2-1)計算，但是，當入射波壓力大于0.3MPa時，要采用多個聯(lián)合方程才可計算出壓力，在進行測試試驗時，應盡量避免這種情況發(fā)生。


本文編號：3421624