涡激振动小圆柱对翼型气动力影响的数值研究

在大攻角来流时,翼型吸力面气流常产生流动分离现象,使翼型气动性能恶化。针对大攻角情况下的流动分离现象,本文在翼型前缘加入控制柱,通过数值仿真探究发生涡激振动的小圆柱对于翼型气动力的影响。基于计算流体力学、结构动力学和嵌套网格技术,本文建立了二维流固耦合模型。以NACA0012翼型为例,对翼型前缘设置涡激振动圆柱的流场情况进行模拟,并且对比了静止圆柱与振动圆柱情况下的流场变化。通过流线图和涡量云图分析了小圆柱流动控制的机理。仿真结果表明:设置静止小圆柱可以提高大攻角下的翼型升阻比,使小圆柱产生涡激振动之后,能够进一步有效地提高大攻角下的翼型升阻比50%以上。涡激振动小圆柱的引入在大攻角条件下对提升翼型升阻比具有显著效果,为改善翼型气动性能提供了一种有效的流动控制手段。

发射装药发射安全性评定技术的研究进展

介绍了发射装药发射安全性研究进展。弹底附近的发射药床在点燃前的大规模破碎是导致膛炸的根本原因,沿着这一主线,系统论述了发射装药发射安全性评定技术框架。发射装药发射安全性试验包括:膛内燃烧与力学环境物理仿真试验、发射药床挤压破碎模拟试验和发射药活性测试试验。弹底发射药床挤压破碎程度是发射安全性判据的立足点,用初始相对活性比可表征破碎程度,指出了评定发射装药发射安全性的判别准则。

发射装药发射安全性评定方法研究

发射装药发射安全性问题严重制约现代火炮武器的发展,成为各军事强国竞相攻关解决的重大理论与技术难题。从揭示发射装药引起膛炸的机理入手,通过理论、计算、试验3个方面连续17年的系统深入研究,引入起始动态活度比新概念,建立了我国首个基于发射装药起始动态活度比的发射装药发射安全性评定方法兵器行业标准和国家军用标准。文中包括:发射装药发射安全性评定原理、发射装药发射安全性评定流程、发射装药膛内力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药起始动态活度比试验方法、发射装药发射安全性判据的确定方法、发射装药发射安全性评定方法,并成功用于工程实践,为科学评估发射装药发射安全性提供了系统的理论依据、技术手段和技术标准。

多管火箭发射动力学研究

从武器系统弹、炮、药、环境一体化的角度 ,研究了多管火箭武器发射动力学 ,建立了多管火箭武器刚体、弹性体耦合的多体系统发射动力学模型和发射动力学方程 ,并给出了增广特征矢量的正交性条件 ,力图实现对多管火箭武器系统动力响应的精确分析。

发射药挤压破碎动力学分析

发射药床在运动过程中的挤压破碎机理是发射安全性研究中的核心问题 ,采用数值仿真的方法识别发射药粒的破碎机理。用有限元软件分别对药粒在静载及冲击载荷作用下的力学行为进行了数值仿真 ,仿真结果表明 ,在不同的承载模式下发射药颗粒在运动过程中挤压有体积破碎与接触破碎两种基本模式。对药粒在不同承载方式下的破碎规律进行了数值仿真 ,并对破碎块度的分布进行了分析 ,分别建立了不同承载方式下破碎块度与载荷幅度间的关系式 。

舰炮振动分析的多体系统有限元传递矩阵法

为保证舰炮具有良好的动态性能和射击精度,就必须使其振动频率合理分布。建立了多体系统有限元传递矩阵法,从理论、计算、试验三方面研究了舰炮固有振动特性,进行了某舰炮振动特性计算和舰炮模态试验。计算结果与试验结果吻合良好。

某远程多管火箭振动特性研究

建立了某远程多管火箭动力学模型,从理论、计算、试验三方面对远程多管火箭的振动特性进行研究。用 多体系统传递矩阵法,计算了刚弹耦合远程多管火箭多体系统固有振动特性。进行了模态试验,计算结果与模态试验结 果吻合较好。

发射药床挤压破碎的试验模拟

发射药床挤压破碎的物理仿真是火炮发射装药发射安全性研究的关键技术。本文研制了发射药床挤压破碎物理仿真试验装置。用半密闭爆发器作为压缩动力源 ,其可控性使该装置能物理仿真各种火炮发射装药弹底药床点燃前所处的力学环境。用温度远远低于火药气体的惰性气体压缩被模拟的药床 ,既保证了物理仿真的真实性 ,又有效保护了挤压破碎后的药粒不被点燃。多次试验再现了膛内发射药床的力学环境和挤压破碎状况。该装置可用于研究发射药床的挤压破碎规律。该试验装置工作可靠 ,可操作性好 。

提高多管火箭射击密集度新技术

研究多管火箭射击顺序和射击时间间隔对其振动特性和密集度等系统性能的影响,为优化射击顺序提高射击密集度提供直接的方法。应用多体系统传递矩阵法和发射动力学理论,建立了多管火箭射击顺序和射击时间间隔与多管火箭系统(MLRS)性能之间的定量关系。对某多管火箭,通过优化射击顺序和射击时间间隔,形成了提高多管火箭射击密集度新技术。试验结果表明该新技术大幅度提高了某多管火箭射击密集度。本文方法为优化射击顺序提高射击密集度提供了直接的方法。

自行炮发射动力学研究

建立了自行炮发射动力学模型 ,研究了它的振动特性和增广特征矢量的正交性 ;给出了系统动力响应的求法 ;并对系统的振动特性、动力响应和弹丸的起始扰动进行了数值仿真 。

多管火箭随机发射与飞行动力学仿真

该文从武器全系统弹、炮、药、环境一体化的角度 ,在多管火箭发射与飞行动力学的理论研究的基础上 ,形成了多管火箭随机发射与飞行动力学数值仿真系统。对某多管火箭振动特性、动力响应及射击密集度等进行了数值仿真 ,仿真结果得到了一系列试验验证。由仿真系统仿真得出的某多管火箭武器密集度试验方案减少了试验用弹量 82 .5%。

多管火箭炮射击精度总体设计方法研究

多管火箭炮射击精度设计方法是获得多管火箭系统高射击精度的关键技术。为解决长期制约多管火箭系统发展的射击精度设计方法国际难题,从准确快速描述多管火箭系统动力学规律入手,通过理论、计算、试验三大方面连续20多年的系统深入研究,引入多体系统传递矩阵法这一多体系统动力学新方法,结合现代计算机技术,构建了多管火箭系统动力学可视化仿真与设计软件和多管火箭系统射击精度数据库,据此首次制定了我国首个多管火箭炮射击精度总体设计方法兵器行业标准和国家军用标准,包括:多管火箭炮射击精度设计原理与流程、模型设计、动力学仿真与优化、虚拟样机总体设计方案及其虚拟试验结果、虚拟试验结果的物理试验验证、多管火箭炮射击精度总体设计方案。这些为多管火箭系统射击精度设计提供了理论依据、技术手段与技术标准,为其他武器系统和其他复杂机械系统动力学设计提供了借鉴。给出了本方法用于我国兵器、船舶、航空、航天工业行业多种多管火箭系统射击精度设计重大工程实践,大幅提升多管火箭炮射击精度设计水平从而大幅提高多种多管火箭系统射击精度的部分实例。

刚柔多体系统动力学离散时间传递矩阵法

该文在多刚体系统离散时间传递矩阵法的基础上,建立了用于解决刚柔多体系统动力学问题的刚柔多体系统动力学离散时间传递矩阵法。通过该方法和其它方法的数值算例结果对比证明了该方法的有效性。与通常多体系统动力学方法相比,该方法涉及矩阵阶次低,无需总体系统动力学方程。该方法为解决一般刚柔多体系统动力学问题提供了强有力的新手段。

多体系统传递矩阵法研究进展

作为一种多体系统动力学新方法,多体系统传递矩阵法由于其无需系统总体动力学方程和快速计算的特点,已被广泛用于各种多管火箭、自行火炮、舰炮等复杂大型机械系统动力学分析与设计.本文介绍了该方法的研究进展,包括:线性多体系统传递矩阵法、多体系统离散时间传递矩阵法、二维系统传递矩阵法、受控多体系统传递矩阵法、多体系统传递矩阵法和通常动力学方法的混合方法等,给出了该方法解决自行火炮、多管火箭武器多体系统动力学的重大工程应用实例.

弹丸在膛内运动的研究

本文建立了弹丸前定心部紧贴膛壁运动的动力学模型。模型包括:弹丸自转、质量偏心、动不平衡、弹炮间隙、膛壁对弹丸定心部和弹带的作用、气体压力、身管的变形和振动。求得了对称弹丸在理想身管中的运动微分方程的解析解,并对某些弹炮系统进行了计算,得出了一些有用的结论。

引信发射环境研究

从炮、弹、药、引信全系统的角度 ,建立了引信发射环境与系统总体布局结构参数之间的定量关系 ,为研究引信机构的响应 ,实现引信系统的仿真和动态设计 。

发射装药发射安全性评估方法

为解决高性能火炮发射装药发射安全性问题,对发射装药发射安全性评估方法进行研究。揭示了发射装药引起膛炸的机理,建立了发射装药燃烧与力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药动态活度试验方法,并提出了发射装药发射安全性评估方法。该方法为科学评估发射装药发射安全性提供了理论依据与技术手段。

刚弹耦合多体系统增广特征矢量及其正交性

特征矢量的正交性是用模态方法求解多体系统动力响应的前提条件。对于刚弹耦合多体系统,振型函数不具有通常意义下的正交性。本文引入了多体系统增广特征矢量的概念,解决了多体系统特征矢量的正交性问题。系统地阐述了多体系统增广特征矢量的构造方法、正交性条件、正交性证明以及增广特征矢量的重要作用。利用增广特征矢量的正交性,可实现对多体系统动力学方程的坐标解耦,使得用模态方法精确分析动力响应成为可能。

基于VXI总线技术的引信测试试验台

本文阐述了基于VXI总线技术的引信测试试验台原理与实现方法 ,该试验台已在引信设计与测试中得到了应用 ,在试验时工作情况良好。测试结果由理论分析与计算所证实。从而表明此试验台具有较高的可靠性和可扩展性 。

多体系统振动的传递矩阵法

本文是文献［１］工作的继续。导得了空间运动的任意刚体的场传递矩阵，建立了多体系统振动的传递矩阵法，为多体系统振动特性的研究提供了新的理论和方法，从而有效地简化了多体系统振动特性的研究，大大减小了计算工作量，并且便于解析讨论。