窄通道長桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流動流場數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2022-02-28 20:39
在發(fā)射藥裝藥技術(shù)中,為了提高發(fā)射藥裝填密度并保證漸增性燃燒,窄通道桿狀發(fā)射藥被廣泛使用,但隨之而來的是嚴(yán)重的侵蝕燃燒現(xiàn)象。氣流效應(yīng)是侵蝕燃燒現(xiàn)象發(fā)生的主要原因,因此研究窄通道桿狀發(fā)射藥燃氣在內(nèi)孔中的流動具有重要意義。本文運用合理的簡化假設(shè),建立桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔通道燃氣流動模型,利用CFD軟件FLUENT對桿狀發(fā)射藥燃氣在內(nèi)孔中的流動進行了數(shù)值模擬計算;采用單因素變量法,分別改變發(fā)射藥的長徑比、初始溫度以及孔內(nèi)外壓力差,分析了三種因素對桿狀發(fā)射藥燃氣在內(nèi)孔中的流動流場分布及對侵蝕燃燒現(xiàn)象的影響。研究結(jié)果表明,窄通道桿狀發(fā)射藥燃氣流動總體規(guī)律:徑向由孔中心到孔壁,燃氣流速逐漸減小,壓力逐漸增大;軸向上,燃氣流速先逐漸減小,壓力先逐漸增大,在一定位置突然形成速度和壓力的震蕩波,并隨時間沿軸向傳遞,最終,各點燃氣流速趨向于平穩(wěn)波動,壓力保持穩(wěn)定。發(fā)射藥的長徑比越大,發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣最初速度波動產(chǎn)生的位置越小,侵蝕燃燒越易發(fā)生;發(fā)射藥初始溫度越高,燃速增長越快,越容易發(fā)生侵蝕燃燒;孔內(nèi)外壓差越大,壓力波震蕩頻率越大,越容易產(chǎn)生侵蝕燃燒現(xiàn)象。
【文章來源】:南京理工大學(xué)江蘇省211工程院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 侵蝕燃燒
1.2.1 侵蝕燃燒簡介
1.2.2 侵蝕燃燒國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 CFD方法與技術(shù)
1.3.1 CFD工作思路
1.3.2 CFD求解方法
1.3.3 CFD軟件
1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣組成及數(shù)值模擬基礎(chǔ)
2.1 引言
2.2 發(fā)射藥燃氣組分
2.3 發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流動數(shù)值模擬基礎(chǔ)
2.3.1 湍流模型
2.3.2 氣體流動控制方程
2.4 本章小結(jié)
3 桿狀發(fā)射藥燃氣在內(nèi)孔中的流動流場數(shù)值模擬
3.1 引言
3.2 流場數(shù)值模擬
3.2.1 內(nèi)孔通道燃氣流動數(shù)學(xué)模型
3.2.2 基本假設(shè)
3.2.3 網(wǎng)格劃分
3.2.4 邊界條件
3.2.5 初始參數(shù)設(shè)定
3.2.6 流場計算設(shè)置
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 燃氣速度場變化規(guī)律
3.3.2 燃氣壓力場變化規(guī)律
3.3.3 流場規(guī)律與侵蝕燃燒關(guān)系討論
3.4 本章小結(jié)
4 不同因素對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場模擬的影響
4.1 引言
4.2 長徑比對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場分布的影響
4.2.1 不同長徑比的桿狀藥內(nèi)孔燃氣流場模擬
4.2.2 不同長徑比對桿狀藥內(nèi)孔燃氣流場的影響規(guī)律
4.3 初始溫度對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場分布的影響
4.3.1 不同初始溫度時桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場模擬
4.3.2 不同初始溫度對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場影響規(guī)律
4.4 孔內(nèi)外壓差對桿狀發(fā)射藥燃氣流場分布的影響
4.4.1 不同孔內(nèi)外壓差時桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場模擬
4.4.2 不同孔內(nèi)外壓差對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場影響規(guī)律
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]侵蝕燃燒在發(fā)射裝藥內(nèi)彈道中的應(yīng)用研究[J]. 張洪林. 兵工學(xué)報. 2008(02)
[2]固體火箭發(fā)動機不穩(wěn)定燃燒的速度耦合模型的研究[J]. 呂振中. 推進技術(shù). 1995(06)
[3]硝胺發(fā)射藥高壓中止燃燒實驗研究[J]. 趙志建,趙寶昌,何秀英,李利. 彈道學(xué)報. 1994(01)
[4]開槽管狀藥內(nèi)彈道模型及計算[J]. 翁春生,袁亞雄,金志明. 彈道學(xué)報. 1993(04)
[5]管狀發(fā)射藥內(nèi)彈道模型及計算[J]. 翁春生,袁亞雄,金志明. 彈道學(xué)報. 1993(03)
[6]國外身管武器及其發(fā)射藥技術(shù)的發(fā)展(下)[J]. 張豪俠. 現(xiàn)代兵器. 1987(09)
[7]炮藥侵蝕燃燒的理論分析[J]. 張柏生. 南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 1986(02)
碩士論文
[1]多孔切口桿狀發(fā)射藥燃燒性能研究[D]. 王艷賓.南京理工大學(xué) 2010
本文編號:3645543
【文章來源】:南京理工大學(xué)江蘇省211工程院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 侵蝕燃燒
1.2.1 侵蝕燃燒簡介
1.2.2 侵蝕燃燒國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 CFD方法與技術(shù)
1.3.1 CFD工作思路
1.3.2 CFD求解方法
1.3.3 CFD軟件
1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣組成及數(shù)值模擬基礎(chǔ)
2.1 引言
2.2 發(fā)射藥燃氣組分
2.3 發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流動數(shù)值模擬基礎(chǔ)
2.3.1 湍流模型
2.3.2 氣體流動控制方程
2.4 本章小結(jié)
3 桿狀發(fā)射藥燃氣在內(nèi)孔中的流動流場數(shù)值模擬
3.1 引言
3.2 流場數(shù)值模擬
3.2.1 內(nèi)孔通道燃氣流動數(shù)學(xué)模型
3.2.2 基本假設(shè)
3.2.3 網(wǎng)格劃分
3.2.4 邊界條件
3.2.5 初始參數(shù)設(shè)定
3.2.6 流場計算設(shè)置
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 燃氣速度場變化規(guī)律
3.3.2 燃氣壓力場變化規(guī)律
3.3.3 流場規(guī)律與侵蝕燃燒關(guān)系討論
3.4 本章小結(jié)
4 不同因素對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場模擬的影響
4.1 引言
4.2 長徑比對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場分布的影響
4.2.1 不同長徑比的桿狀藥內(nèi)孔燃氣流場模擬
4.2.2 不同長徑比對桿狀藥內(nèi)孔燃氣流場的影響規(guī)律
4.3 初始溫度對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場分布的影響
4.3.1 不同初始溫度時桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場模擬
4.3.2 不同初始溫度對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場影響規(guī)律
4.4 孔內(nèi)外壓差對桿狀發(fā)射藥燃氣流場分布的影響
4.4.1 不同孔內(nèi)外壓差時桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場模擬
4.4.2 不同孔內(nèi)外壓差對桿狀發(fā)射藥內(nèi)孔燃氣流場影響規(guī)律
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]侵蝕燃燒在發(fā)射裝藥內(nèi)彈道中的應(yīng)用研究[J]. 張洪林. 兵工學(xué)報. 2008(02)
[2]固體火箭發(fā)動機不穩(wěn)定燃燒的速度耦合模型的研究[J]. 呂振中. 推進技術(shù). 1995(06)
[3]硝胺發(fā)射藥高壓中止燃燒實驗研究[J]. 趙志建,趙寶昌,何秀英,李利. 彈道學(xué)報. 1994(01)
[4]開槽管狀藥內(nèi)彈道模型及計算[J]. 翁春生,袁亞雄,金志明. 彈道學(xué)報. 1993(04)
[5]管狀發(fā)射藥內(nèi)彈道模型及計算[J]. 翁春生,袁亞雄,金志明. 彈道學(xué)報. 1993(03)
[6]國外身管武器及其發(fā)射藥技術(shù)的發(fā)展(下)[J]. 張豪俠. 現(xiàn)代兵器. 1987(09)
[7]炮藥侵蝕燃燒的理論分析[J]. 張柏生. 南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 1986(02)
碩士論文
[1]多孔切口桿狀發(fā)射藥燃燒性能研究[D]. 王艷賓.南京理工大學(xué) 2010
本文編號:3645543
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