火箭弹外流场的有限元数值仿真

文中利用大型流体计算软件FLUENT对某型火箭弹在不同马赫数、不同攻角下的气动特性进行数值仿真分析,结果表明:此方法能较合理地反映高动态外流场的特性,为新型火箭弹气动外形研发设计提供了一种高效的设计方法。

火箭弹数字化设计技术研究

为了解决火箭弹传统设计过程中研发周期长,设计效率低,投入成本高等难题,自行构建了火箭弹数字化设计系统。该系统集成了多种CAD/CAE软件,应用参数化设计流程、弹体三维参数化自动建模、整体结构参数优化设计等关键技术,实现了火箭弹产品的设计、优化、仿真等数字化流程。通过关键技术设计验证了系统在不同型号火箭弹设计方面的可行性。利用该系统不仅大幅度提升了火箭弹设计效率,而且也为其他常规弹药数字化设计提供了理论参考。

单组舵控火箭弹控制能力及精度研究

简易控制弹药由于其成本低、精度高,一直是国内外研究灵巧弹药的一个重要方向。文中在某常规火箭弹上加上两片气动舵,对火箭弹弹道进行数值仿真。主要分析了舵起控时间和舵偏角大小对修正能力的影响,并计算了舵的修正能力和控制精度。结果表明:在文中的假设条件下,选择10°舵偏角,出炮口47.55s时进行控制,能保证弹箭稳定飞行且修正能力最强,舵机的控制精度在0.8%以内。

外弹道虚拟试验三维视景仿真技术研究

为了解决外弹道试验周期长、投入成本高等问题,文中基于外弹道经典理论与视景仿真技术,设计了外弹道虚拟试验平台,并以某高炮为虚拟试验对象,对平台的可行性和准确性进行了验证。仿真结果和数据分析表明,外弹道虚拟试验平台性能稳定,虚拟场景逼真流畅,试验结果与实际结果吻合较好,对外弹道虚拟试验的设计具有一定的参考意义。

起爆方式对聚能射流影响的数值仿真研究

应用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,采用ALE算法对在同种装药结构条件下的药型罩顶部单点起爆、顶面双环线起爆、装药面轴向外壁中心单环线起爆、三环线起爆后形成的聚能射流分别进行了数值模拟。计算结果表明,起爆方式对射流性能有着重要的影响,不同起爆方式在装药中形成不同的爆轰波形,药型罩顶部双环线起爆比单点起爆后形成的射流头部速度提高11.6%;装药面轴向外壁线起爆比药型罩顶部任何方式起爆后形成的聚能射流头部速度都低,装药面轴向外壁三环线起爆比药型罩顶部双环线起爆后形成的射流头部速度降低18%;同时进行了验证实验,仿真结果与实验结果吻合。

起爆方式对爆炸焊接质量影响的三维数值仿真研究

应用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,采用端面中心单点起爆、端面线起爆、装药面T形起爆三种不同起爆方式,对平板爆炸焊接过程分别进行了三维数值模拟.计算结果表明:起爆方式对爆炸焊接质量有着重要的影响,不同的起爆方式在爆炸焊接中会产生不同的边界效应;T形起爆方式可有效降低边界效应的影响,提高焊接质量.

弹丸头部截面半径对侵彻钢靶能力影响的数值模拟

文中利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,在同样穿靶条件下,分别对三种头部截面半径的弹丸垂直侵彻钢靶全过程进行了数值模拟和对比分析。结果表明:当头部截面半径R=7.0mm时,弹丸穿靶所用时间小于另外两种,穿靶后弹丸剩余速度最大,弹体径向位移最小。根据弹丸侵彻速度变化历程曲线图可以看出,文中所得结论与文献[2]中所述侵彻过程相符合,说明采用的数值模拟方法是正确的。

弹丸侵彻钢靶能力的数值模拟分析

文中利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,在同样穿靶条件下,分别对三种头部截面半径的弹丸垂直侵彻钢靶全过程进行了数值模拟和对比分析。根据弹丸侵彻速度变化历程曲线图可以看出,文中所得结论与文献[2]中所述侵彻过程相符合,说明采用的数值模拟方法是正确的。

基于Vega的高炮外弹道视景仿真系统设计与实现

目前,在高炮外弹道仿真领域采用的数值仿真方法虽具有精确性高的优点,但仿真过程不直观、形象。采用视景仿真技术进行高炮外弹道仿真,在满足精确性要求的基础上,以三维画面的形式展示弹道曲线,仿真过程形象明了。给出的高炮外弹道视景仿真系统设计方法,满足真实性和实时性要求,利用Vega API驱动Creator建立的三维模型严格按照数值仿真得出的弹道曲线运动,实现了高炮外弹道的仿真,达到了预期的效果。

降落伞流场数值模拟方法研究

应用有限体积法求解可压流的N-S方程,采用K-ERNG模型作为湍流模型,对某降落伞稳定下降阶段的流场特征进行了数值模拟,同时提出了数值仿真中湍流模型的选择方法。

数值仿真中湍流模型的选择

文中主要讨论FLUENT软件在数值仿真中网格类型和计算模型对仿真结果的影响。在分析湍流流动特征的基础上,说明湍流模型对计算网格的要求并提出了湍流模型的选择方法,然后通过实例对此方法进行了具体说明。

基于TMS320F28335的弹体飞行参量采集硬回收系统设计

针对在弹体飞行姿态测量实时处理分析过程中,采用FPGA和单片机的半硬回收方式存在结构复杂、体积较大、运算能力差的问题,文中从弹体处于高速、高过载的环境出发,设计了基于TMS320F28335由传感器、ADC、DSP以及存储芯片组成的弹体飞行参量采集硬回收系统,实现弹体动态信息的采集、处理和存储。实验证明,系统能够完整精确的获取弹体飞行姿态测试过程中的各种参量,能够为弹体飞行参量测试提供有力依据。

结构网格在数值仿真中的应用

本文主要讨论FLUENT软件在数值仿真中网格类型和计算模型对仿真结果的影响。在分析湍流模型对计算网格要求的基础上,提出数值仿真计算中结构网格划分技巧,并且通过实例对此方法进行了具体说明。

含能射流冲击释能试验研究

通过建立动态能量采集系统对含能射流的冲击释能特性进行了研究,得到了不同冲击条件下含能射流撞击靶板产生的超压-时间曲线,确定了反应产物成分。结果表明:随着受到的冲击能量增加,含能射流形成的超压峰值与能量释放呈递增趋势,同时存在一个冲击能量上限使得射流内含能材料的化学反应达到饱和;释能机制为含能材料受冲击加载后发生氧化反应和铝热反应并释放能量,形成超压。

基于过载信息的侵深确定方法数值研究

为了研究侵彻深度的有效确定方法,利用仿真软件对动能弹侵彻混凝土厚靶进行仿真,通过对网格的有效控制、靶板材料失效模式的选择以及弹体的合理分割,获取了与实验基本吻合的过载特性。进一步对信息进行滤波以及积分处理,所得结果与仿真结果符合,说明此方法合理有效,能为侵彻深度确定方法的实现提供依据。

虚拟兵器博物馆仿真

针对实体兵器博物馆需要到现场参观,且存在互动少的问题,本文利用虚拟现实技术开发了可以实时交互的虚拟兵器博物馆。采用MultigenCreator三维建模工具创建效果逼真,纹理清晰的三维模型,包括博物馆、兵器模型,采用Vega软件驱动虚拟场景,运用Vega DI-GUY模块加入虚拟动画人物,并重点介绍了运动模式、碰撞检测、兵器的互动操作在内的几个关键技术的实现方法。博物馆能完成预定的基本功能,运行稳定,仿真效果逼真。

末制导伞弹子弹药外弹道动力学模型

在一定假设的基础上,将飞行系统(子弹药与降落伞组成)看作为变质量的质点弹性系统,充分考虑了变质量、附加质量及其引起的作用力,给出了作用在伞衣上的横向气动工程计算方法。借鉴现代控制理论的结构化模型方法,建立了末制导伞弹子弹药自动坠落过程、拉直过程、充气过程及稳定下落过程的结构化模型,使计算机编程易于实现。运用该模型通过空投试验数据验证,表明此弹道模型是有效的。

预制破片对地面人员目标的杀伤威力分析计算

文中建立了预制破片对地面人员目标的杀伤面积模型,初步计算出某榴弹在不同炸高、落角情况下,对地面立姿、卧姿人员的杀伤面积,并且分析出单个破片的比动能随飞行距离的变化规律,寻找使得弹丸杀伤面积达到最大的最优炸高以及落角,为弹丸的优化设计提供理论上的依据。

预制破片杀伤威力影响因素分析

文中分析了影响预制破片杀伤威力的诸因素,破片初速、单个破片的大小和形状、弹丸的炸高、落角、落速等,解算使得杀伤面积达到最大值的条件,为弹丸的优化设计提供理论上的依据。

基于磁强计和陀螺的姿态测量方法

提出了一种采用磁强计和单轴微机械陀螺的低成本磁-惯性姿态测量方法.介绍了系统的基本组成及其工作原理.三分量磁强计固连在弹体上,三轴与弹体坐标系重合,单轴微机械陀螺安装在弹体轴线上;对陀螺测量的滚转角速率实时积分得到弹体滚转角,结合三轴磁强计输出的地磁分量测量值,通过求解姿态解算方程获得姿态信息.建立了弹体姿态解算数学模型,以某火箭弹为例,对该模型进行了仿真.误差分析表明:姿态角解算结果具有较小的误差,且误差不随时间积累.