電熱化學(xué)炮(ETCG)內(nèi)彈道過(guò)程異常復(fù)雜,涉及兩相流動(dòng)力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、湍流力學(xué)、爆轟學(xué)等諸多學(xué)科,其中還存在多種物理強(qiáng)間斷問(wèn)題,如爆轟波、激波火焰波以及傳火孔高速射流等,又由于裝藥結(jié)構(gòu)和初始裝填條件的原因造成藥筒間的間隙及彈后自由空間等不連續(xù)問(wèn)題從而形成空間上強(qiáng)間斷面。這些物理間斷和空間間斷給傳統(tǒng)的基于網(wǎng)格的數(shù)值模擬方法的應(yīng)用帶來(lái)了很大的困難。而無(wú)網(wǎng)格法最大的優(yōu)點(diǎn)在于它不需要在問(wèn)題域中劃分網(wǎng)格,這就擺脫了不連續(xù)性對(duì)問(wèn)題的束縛(如網(wǎng)格的重構(gòu)等),保證了求解精度。 光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SPH)數(shù)值模擬方法是一種無(wú)網(wǎng)格粒子法,它在流體力學(xué)和固體力學(xué)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,比如在彈性流、磁流體力學(xué)、多相流動(dòng)和金屬成型模擬等方面。SPH方法的另外一個(gè)重要應(yīng)用是模擬高能炸藥燃燒爆炸現(xiàn)象,是瞬態(tài)物理領(lǐng)域新的重要的一種數(shù)值模擬方法。 本文用SPH方法對(duì)固體化學(xué)工質(zhì)電熱化學(xué)炮的內(nèi)彈道過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,這是一個(gè)二維軸對(duì)稱氣-固兩相流瞬態(tài)物理過(guò)程。在結(jié)合流體力學(xué)基本方程組與電熱化學(xué)炮內(nèi)彈道基本假設(shè)的基礎(chǔ)上,用Fortran語(yǔ)言編寫了內(nèi)彈道過(guò)程SPH計(jì)算程序,對(duì)內(nèi)彈道的一些重要參數(shù),溫度、壓力和...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 電熱化學(xué)炮簡(jiǎn)介
    1.2 課題研究意義及應(yīng)用前景
        1.2.1 研究意義
        1.2.2 應(yīng)用前景
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 等離子體與火藥相互作用的基礎(chǔ)研究
        1.3.2 SPH自適應(yīng)法和修正SPH法
        1.3.3 SPH法固壁邊界的處理
    1.4 本文所做的主要工作
2 電熱化學(xué)炮內(nèi)彈道模型
    2.1 兩相流的幾個(gè)概念
    2.2 兩相流基本方程組
        2.2.1 推導(dǎo)過(guò)程
        2.2.2 各守恒方程的統(tǒng)一形式
        2.2.3 各相守恒方程與相間作用的關(guān)系
        2.2.4 平均化的兩相流方程組
        2.2.5 相間作用的分解
    2.3 膛內(nèi)多相流動(dòng)與燃燒模型
        2.3.1 基本假設(shè)
        2.3.2 基本方程組及補(bǔ)充方程組
        2.3.3 相間作用項(xiàng)及點(diǎn)火模型
    2.4 等離子體射流模型
        2.4.1 等離子體發(fā)生器結(jié)構(gòu)
        2.4.2 等離子體射流方程
3 光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SPH)數(shù)值方法的理論基礎(chǔ)
    3.1 SPH方法概述
        3.1.1 函數(shù)的SPH表示法
        3.1.2 核函數(shù)
        3.1.3 Navier-Stokes方程組的SPH表示法
        3.1.4 柱坐標(biāo)系下的Navier-Stokes方程組SPH離散化
    3.2 環(huán)向積分和高斯核函數(shù)
        3.2.1 環(huán)向積分思想
        3.2.2 高斯核函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)
        3.2.3 柱坐標(biāo)系下的SPH公式
    3.3 SPH數(shù)值計(jì)算相關(guān)問(wèn)題
        3.3.1 人工粘度和人工熱量
        3.3.2 人工壓縮率
        3.3.3 光滑長(zhǎng)度選取及其更新
        3.3.4 變時(shí)間步長(zhǎng)積分和時(shí)間步長(zhǎng)
    3.4 修正SPH法
        3.4.1 CSPH法
        3.4.2 MSPH法
4 SPH法模擬兩相流內(nèi)彈道過(guò)程
    4.1 計(jì)算方法及策略
        4.1.1 物理模型
        4.1.2 粒子的初始配置
        4.1.3 邊界粒子和虛粒子
    4.2 程序流程
        4.2.1 計(jì)算方程
        4.2.2 已知參數(shù)及流場(chǎng)初始化
        4.2.3 空間步長(zhǎng)和時(shí)間步長(zhǎng)
        4.2.4 近壁粒子的處理
        4.2.5 相間作用項(xiàng)的程序?qū)崿F(xiàn)
        4.2.6 程序流程圖
    4.3 計(jì)算結(jié)果及分析
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3772296