仿生彈藥是一種受生物啟發(fā)的小型化自主式彈藥,除可以殺傷特定目標(biāo)外,還可以完成近距離情報、監(jiān)視以及監(jiān)察任務(wù)。與常規(guī)彈藥相比,它的優(yōu)勢不在于某個單一裝備的毀傷性能,而在于其可以通過常規(guī)武器平臺攜帶,遠(yuǎn)距離、大批量地快速進(jìn)入戰(zhàn)場,進(jìn)入常規(guī)彈藥無法進(jìn)入的房屋、機(jī)庫、掩體、山洞等目標(biāo)內(nèi),在敵人要害區(qū)域機(jī)動使用,對目標(biāo)要害部位、核心人員等實施全方位超近距離精確打擊,使敵人防不勝防,完成常規(guī)彈藥無法完成的作戰(zhàn)任務(wù)。它可以不采用傳統(tǒng)動力或彈道飛行,而是像鳥類、魚類、昆蟲、蛇類一樣在復(fù)雜的環(huán)境中作機(jī)動。本文以某仿鳥型的仿生彈藥為研究對象,其尺寸中型鳥類相當(dāng),采用撲翼的仿生飛行模式,飛行速度較低,屬于低雷諾數(shù)流動的問題。在此背景下,主要的研究內(nèi)容如下：a)在對撲翼飛行的機(jī)理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,建立簡化的三維剛性撲翼模型,采用FLUENT計算流體力學(xué)軟件,應(yīng)用動網(wǎng)格技術(shù),對其非定常流場以及氣動特性進(jìn)行研究,同時考慮了不同的運(yùn)動參數(shù)(翅翼撲動幅值和撲動頻率)、來流參數(shù)(來流速度和來流攻角)對該仿生彈藥升力系數(shù)、阻力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)的影響；b)考慮翅翼的柔性變形,采用流固耦合方法,將計算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)與...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
1 緒論
    1.1 課題的研究背景與意義
    1.2 仿生彈藥技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 仿生彈藥簡介
        1.2.2 仿生彈藥國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 仿生彈藥國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 撲翼型仿生彈藥的研究進(jìn)展
        1.3.1 撲翼飛行器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 撲翼飛行器氣動特性研究方法
    1.4 本文主要工作
2 剛性翅翼結(jié)構(gòu)的某仿生彈藥前飛時的氣動特性研究
    2.1 引言
    2.2 撲翼飛行機(jī)理的研究
        2.2.1 鳥翼的結(jié)構(gòu)
        2.2.2 鳥類前飛時的姿態(tài)和撲動頻率
        2.2.3 鳥類產(chǎn)生升力和推力的機(jī)理
    2.3 剛性撲翼的數(shù)學(xué)物理模型及數(shù)值求解方法
        2.3.1 剛性撲翼的數(shù)學(xué)物理模型
        2.3.2 控制方程組
        2.3.3 初始條件和邊界條件
        2.3.4 計算網(wǎng)格的生成以及動網(wǎng)格技術(shù)
    2.4 計算結(jié)果分析
        2.4.1 剛性撲翼前飛時的升阻力
        2.4.2 剛性撲翼前飛時的繞流流場
    2.5 各參數(shù)對剛性撲翼氣動特性的影響
        2.5.1 撲動幅值的影響
        2.5.2 撲動頻率的影響
        2.5.3 來流速度的影響
        2.5.4 來流攻角的影響
    2.6 本章小結(jié)
3 柔性翅翼前飛時的氣動特性分析
    3.1 引言
    3.2 柔性撲翼模型
    3.3 流固耦合控制方程
        3.3.1 流體控制方程
        3.3.2 固體控制方程
        3.3.4 流固耦合方程
        3.3.5 流固耦合控制與數(shù)據(jù)傳遞
    3.4 三維柔性撲翼前飛時的流固耦合計算
        3.4.1 三維柔性撲翼的運(yùn)動模型
        3.4.2 流固耦合仿真體系的建立
        3.4.3 固體區(qū)域的設(shè)置
        3.4.4 流體區(qū)域的設(shè)置
        3.4.5 耦合方式設(shè)置
    3.5 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        3.5.1 柔性撲翼前飛時產(chǎn)生的升阻力
        3.5.2 柔性撲翼前飛時周圍的流場
    3.6 本章小結(jié)
4 某仿生彈藥六自由度飛行過程數(shù)值仿真
    4.1 引言
    4.2 某仿生彈藥的坐標(biāo)系表示以及轉(zhuǎn)換
        4.2.1 坐標(biāo)系表示
        4.2.2 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
    4.3 作用在彈體上的力與力矩
        4.3.1 作用在彈體上的力
        4.3.2 作用在彈體上的力矩
    4.4 某仿生彈藥運(yùn)動方程組的建立
        4.4.1 動力學(xué)方程
        4.4.2 運(yùn)動學(xué)方程
        4.4.3 幾何關(guān)系方程
    4.5 某仿生彈藥飛行過程數(shù)值模擬仿真
        4.5.1 數(shù)值仿真模型
        4.5.2 數(shù)值計算方法
        4.5.3 仿真結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)束語
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 問題與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3771387