发射箱后盖构型对箱内初始冲击波形成的影响

为解决某型号发射装置工作过程中箱内冲击波强度不足的问题,采用数值模拟方法,结合动态网格自适应技术,对燃气冲击波开盖技术中涉及到的流动现象和箱内初始冲击波的产生机制进行研究。通过与相关试验结果对比分析验证所提数值方法的精度,以及当前自适应方法在对关心的流场特征,如冲击波阵面、接触间断等,进行动态加密或稀疏时有可靠的性能。以平板型后盖为例(原始设计)详细阐述了箱内冲击波的演化机制,为更好地认识该技术的工作机制提供帮助;进一步对比了穹顶型后盖对箱内冲击波形成的影响。研究结果表明,与平板型后盖相比,采用穹顶型后盖结构后,可影响气流与箱体尾部侧壁撞击时的角度,减缓该位置湍流区域的形成,从而显著提升箱内初始冲击波强度,使作用在前盖上的超压峰值增加约48%。所得研究结果对发射箱总体方案的设计具有重要的理论意义和工程应用价值。

运载器式潜射导弹水面分离运动特性

基于分数容积障碍法(FAVOUR)、不可压缩Navier-Stokes方程、RNG k-ε湍流模型和VOF函数,建立了自由液面模型并与六自由度运动方程联合求解了运载器式潜射导弹的水面分离运动。通过数值计算结果与实验值对比,验证了计算模型的精度和有效性,进而对不同海况条件以及出水角度下潜射导弹的水面分离运动特性进行了对比研究。结果表明,各工况下运载器与导弹的质心位置、姿态角和轴向速度均处于稳定和发射安全允许范围内。但随着浪高的增加,导弹姿态角散布范围也明显增大。在5级海况下,运载器与导弹俯仰角的峰值达到22°。此外,相同海况下,若控制运载器以10°倾角出水,导弹分离后最终可以获得接近垂直的姿态。本文的数值分析方法能有效地用于预测运载器式潜射导弹水面分离过程。

固液捆绑火箭起飞喷流特性及对发射台影响研究

为了研究固液捆绑火箭起飞阶段多簇高度欠膨胀燃气射流冲击发射台及导流装置的复杂流场图谱,基于连续介质假设,建立固液捆绑火箭发射燃气羽流含Al2O3颗粒混合物流动的欧拉离散相气-固耦合流动模型,包括燃气多组分可压缩N-S方程、Al2O3颗粒流动方程、RNG k-ε湍流模型,并运用二阶Roe迎风差分格式求解控制方程的对流通量,二阶中心差分计算耗散项。在流动计算结果基础上,建立高温燃气射流的热辐射方程,采用离散坐标法(DOM)计算多簇燃气射流热辐射的影响,通过数值模拟得到火箭起飞时高度和漂移量对发射台和箭体底部底部燃气射流流动及热流密度的影响。所得结果可为发射台和箭体底部防热设计提供一定的参考依据。为了验证欧拉离散相模型及其数值方法的有效性,以固体推进剂标准发动机羽流热环境实验为对象,将数值模拟结果与实验数据进行了对比,发现两者的温度和热流密度相对误差分别为2.2%和3.7%,由此可见本文的方法具有良好的数值精度。