槍炮發(fā)射過程中,高溫、高壓火藥燃?xì)獬鎏藕笱杆倥蛎洸⑿纬闪藦?fù)雜的膛口流場(chǎng),產(chǎn)生一系列危害的現(xiàn)象,例如膛口沖擊波、膛口焰以及氣流對(duì)彈丸運(yùn)動(dòng)的干擾等。本文基于有限體積法,采用二維軸對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型并結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格分層技術(shù),以超大口徑、大質(zhì)量的480mm平衡炮為例建立了膛口流場(chǎng)模型,利用二維軸對(duì)稱氣體動(dòng)力學(xué)模型來計(jì)算初始流場(chǎng)以及火藥燃?xì)庵髁鲌?chǎng)。闡述了膛口流場(chǎng)的流動(dòng)特性,分析了不同試驗(yàn)狀態(tài)對(duì)膛口流動(dòng)特性的影響。并參加了相關(guān)的超大口徑平衡炮射擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理工作,基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證本文計(jì)算方法以及計(jì)算模型的可行性以及準(zhǔn)確度。本文主要包含以下幾個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容:1、參加相關(guān)的超大口徑平衡炮射擊試驗(yàn),完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和分析工作。2、以超大口徑平衡炮為發(fā)射平臺(tái),建立從火炮點(diǎn)火開始到彈丸飛離膛口過程的內(nèi)彈道數(shù)值計(jì)算,對(duì)超大口徑火炮的內(nèi)彈道過程通過四階龍格庫(kù)塔法建立經(jīng)典內(nèi)彈道模型,得到并分析彈丸運(yùn)動(dòng)軌跡的變化規(guī)律以及膛壓的變化。并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性。3、火炮膛口氣流氣動(dòng)力模型分析和建立,根據(jù)發(fā)射機(jī)理,建立基于內(nèi)彈道過程的膛口流場(chǎng)計(jì)算數(shù)學(xué)模型;其中包含數(shù)值計(jì)算方法的研究,包括控制方程的建... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大口徑火炮研究現(xiàn)狀
        1.2.2 平衡炮研究現(xiàn)狀
        1.2.3 膛口流場(chǎng)的研究概況
    1.3 本文的主要工作
2 超大口徑平衡炮實(shí)驗(yàn)的操作與數(shù)據(jù)整理
    2.1 引言
    2.2 火炮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 平衡炮發(fā)射裝置
        2.2.2 裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 火炮發(fā)射試驗(yàn)結(jié)果分析
        2.3.1 膛內(nèi)壓力變化
        2.3.2 炮口可視火藥氣體流場(chǎng)
    2.4 本章小結(jié)
3 超大口徑平衡炮內(nèi)彈道過程數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 物理過程
    3.3 數(shù)學(xué)模型
        3.3.1 基本假設(shè)
        3.3.2 內(nèi)彈道各時(shí)期的劃分
        3.3.3 內(nèi)彈道過程中的基本方程
    3.4 內(nèi)彈道模型總結(jié)
    3.5 微分方程組的數(shù)值解法
    3.6 內(nèi)彈道計(jì)算結(jié)果及試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.7 膛口流場(chǎng)仿真初值條件計(jì)算
    3.8 本章小結(jié)
4 膛口流場(chǎng)描述及計(jì)算模型
    4.1 引言
    4.2 膛口流場(chǎng)的形成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        4.2.1 初始流場(chǎng)
        4.2.2 火藥氣體流場(chǎng)
    4.3 膛口流場(chǎng)的計(jì)算模型
        4.3.1 有限體積法
        4.3.2 結(jié)構(gòu)化動(dòng)網(wǎng)格
        4.3.3 物理模型和基本假設(shè)
        4.3.4 控制方程
        4.3.5 湍流模型
        4.3.6 初始條件
        4.3.7 網(wǎng)格劃分和邊界條件
    4.4 流場(chǎng)仿真流程
    4.5 本章小結(jié)
5 480mm平衡炮膛口流場(chǎng)仿真分析
    5.1 引言
    5.2 膛口流場(chǎng)算例模擬
        5.2.1 彈丸膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)階段
        5.2.2 彈丸出膛后運(yùn)動(dòng)階段
    5.3 不同發(fā)射條件下膛口流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果及分析
        5.3.1 相對(duì)高速發(fā)射條件下(923m/s)流場(chǎng)模擬
        5.3.2 相對(duì)低速發(fā)射條件下(560m/s)流場(chǎng)模擬
        5.3.3 三種情況下膛口流場(chǎng)對(duì)比分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)束語(yǔ)
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高壓氣體發(fā)射裝置內(nèi)彈道特性及膛口流場(chǎng)分析[J]. 周鵬,曹從詠,董浩.  兵工學(xué)報(bào). 2016(09)
[2]基于虛擬彈性體的快速動(dòng)網(wǎng)格方法[J]. 仲繼澤,徐自力,陶磊.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]超高射頻武器串聯(lián)發(fā)射膛口流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 張學(xué)偉,李強(qiáng),劉武,張正濤.  火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]膛口流場(chǎng)可視化測(cè)試技術(shù)[J]. 顧金良,趙構(gòu),羅紅娥,夏言.  火力與指揮控制. 2015(12)
[5]超聲速?gòu)椡枵T導(dǎo)爆轟波的無網(wǎng)格數(shù)值模擬[J]. 吳偉,許厚謙,王亮,薛銳,蔡峰峰.  推進(jìn)技術(shù). 2015(05)
[6]Numerical Simulation for the External Combustion of Base-Bleed Projectile Using Gridless Method[J]. Wei Wu,Hou-Qian Xu,Liang Wang,Rui Xue.  Journal of Harbin Institute of Technology. 2014(03)
[7]多管火炮武器發(fā)射膛口流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 曲普,薄玉成,方舉鵬.  中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(06)
[8]旋轉(zhuǎn)彈丸在復(fù)雜激波影響下氣動(dòng)特性數(shù)值模擬與分析[J]. 郁偉,張小兵.  南京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[9]膛口初始流場(chǎng)對(duì)火藥燃?xì)饬鲌?chǎng)影響的數(shù)值研究[J]. 郭則慶,王楊,姜孝海,李鴻志.  兵工學(xué)報(bào). 2012(06)
[10]雙管火炮異步發(fā)射時(shí)膛口流場(chǎng)分析[J]. 許桎樟,李強(qiáng),方舉鵬.  機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2012(02)

博士論文
[1]復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)流場(chǎng)數(shù)值模擬的無網(wǎng)格方法及應(yīng)用[D]. 吳偉.南京理工大學(xué) 2015
[2]小口徑多管轉(zhuǎn)管火炮膛口流場(chǎng)數(shù)值模擬與分析[D]. 郁偉.南京理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]平衡炮流場(chǎng)分析[D]. 謝立峰.南京理工大學(xué) 2014
[2]膛口流場(chǎng)及其對(duì)彈丸運(yùn)動(dòng)影響的研究[D]. 鄭鑫.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2010
[3]炮口制退器流場(chǎng)數(shù)值仿真研究[D]. 李偉.南京理工大學(xué) 2008
[4]含動(dòng)邊界的燃?xì)馍淞鲾?shù)值模擬[D]. 孫磊.南京理工大學(xué) 2006
[5]與內(nèi)彈道耦合的多管發(fā)射膛口非定常流場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 朱斌.南京理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3497092