基于离散单元法的发射装药挤压破碎动力学仿真

为了探寻发射装药低温下挤压破碎机理,研究发射装药挤压破碎对发射安全性的影响,本文利用离散单元法模拟了发射装药动态挤压破碎过程.将发射药粒离散成弹簧-球单元系统,建立了发射药床挤压破碎动力学模型,仿真了发射药床在动态冲击载荷下的挤压破碎动力学过程.采用统计的方法定量地获得了破碎后发射药床的表面积,其结果与试验较为接近,验证了本文理论与模型的正确性.研究结果为进一步研究发射装药低温下挤压破碎对发射安全性的影响奠定了基础.     

短管炮模块装药两相流内弹道模拟

大口径火炮模块发射装药通常由多个模块组成,流场结构复杂。该文对燃烧场进行分区模化,并在此基础上给出两相流内弹道理论模型和计算步骤,编制程序对短管试验炮膛内发射过程进行了数值模拟。结果表明,膛内的压力、压差及弹丸速度等参量的理论计算结果与实验吻合得较好,模拟结果有较高的置信度。该模型和计算程序可用于模块装药结构火炮内弹道模拟、装药设计和安全性能分析     

火炮发射过程中装药损伤数值模拟研究

为研究火炮发射过程弹体内部装药的损伤响应,采用节点约束-分离模拟方法对TNT和PBX9501炸药装药进行数值模拟,计算不同发射速度下弹体内部装药的损伤及破坏,计算得到了TNT和PBX9501装药损伤的临界弹体初速以及加速度载荷,数值模拟结果与实验结果吻合较好. 研究结果表明,采用节点约束-分离方法可以较好地描述弹体发射过程中内部炸药装药的损伤响应.     

火炮发射过程中装药响应数值模拟研究

为研究火炮发射过程弹体内部装药的响应,采用节点约束-分离模拟方法对PBX9501炸药装药进行损伤数值模拟,采用Visco-SCRAM模型进行点火数值模拟,计算分别得到了PBX9501装药损伤和点火的临界弹体初速. 研究结果表明,采用节点约束-分离方法可以较好地描述弹体发射过程中内部炸药装药的损伤响应, Visco-SCRAM模型和裂纹摩擦点火模型可以描述装药点火响应.     

某自行加榴炮闭气结构非线性有限元分析

在单步Houbolt算法的理论基础上，建立某自行加榴炮炮闩闭气结构系统装配体有限元模型，采用多体接触弹塑性有限元技术，对该炮闩闭气结构进行静力学和动力学有限元计算。计算结果表明，各个构件强度满足使用要求。     

火炮装药温度的传热综合参量确定法

为了准确测量不同装药号发射药的温度,该文提出一种利用传热综合参量确定火炮发射装药温度的方法。通过分析发射装药与环境间的传热过程,导出了以传热综合参量表示的装药温度随环境温度变化的关系式。利用实验数据拟合出某一装药号的传热综合参量,并进行验证。根据装药温度与热物性参量的关系,计算验证了其他装药号的传热综合参量。计算出周期变化环境下的装药温度并比较了不同装药号药温的变化特性。该文研究可为多种装药号药温的测量提供一种简便可行方法。     

圆柱装药爆轰驱动的动力学模型

目的　研究圆柱装药爆轰驱动问题; 方法　在一定假设条件下建立圆柱装药爆轰驱动壳体膨胀的动力学模型和计算方法,针对算例进行计算,并对比Ｇｕｒｎｅｙ 模型计算结果和二维数值模拟结果分析其适用性;结果　得到了动力学模型; 结论　动力学模型能够反映爆轰驱动过程的本质并具有工程应用价值;     

基于正三角形模型的发射药燃气生成规律

准确模拟发射药在膛内发生破碎后的燃气生成规律是发射安全性研究的关键与难点。运用离散单元法建立发射药离散单元力学模型,通过预设离散单元小球模型代表的正六棱柱几何模型,建立正三角形燃烧模型,推导燃烧函数;分别运用新建立的燃烧函数和传统形状函数对正常和破碎程度相同的发射药进行密闭爆发器燃气生成规律仿真对比研究,结果表明建立的燃烧函数能够精确计算发射药发生破碎引起的增面、增燃变化规律。研究结果在一定程度上解决了发射药在膛炸前发生局部随机破碎后燃气生成规律计算方法缺失问题,可应用于发射装药发射安全性研究领域。     

基于压力修正方法的高温气冷堆模拟

高温气冷堆热工水力过程模拟是高温气冷堆模拟机开发的关键技术之一,采用流体网络建立流动过程计算模型,将压力修正方法应用到流体网络求解中,传热网络建立传热过程计算模型,并实现流体网络与传热网络的耦合计算,建立了适用于高温气冷堆模拟机的热工水力过程模拟方法,采用组件搭建的方式模拟热工水力过程。将模拟方法应用到带有分支汇合的管路和中间换热器的热工水力过程模拟中,结果表明:压力修正方法的应用使得流体网络具有良好的收敛性,稳态工况计算结果具有良好的稳态精度,动态过程计算能够正确响应热工水力过程的特点,模拟结果与理论分析一致。     

高低压室平衡炮内弹道数值模拟及试验研究

针对高低压室平衡炮内弹道问题，提出了数值模拟与试验相结合的研究方法。首先探讨了针对平衡炮而设计的高低压室装药结构；利用经典内弹道理论与动量平衡原理建立了平衡炮发射过程的内弹道数理模型；分析了数值模拟和试验结果。试验验证了所建模型的合理性．为平衡炮的结构设计和装药设计提供了理论分析方法。     

自行火炮战役级装备维修保障能力评估研究

在系统分析自行火炮战役级装备维修保障能力影响要素的基础上,构建了评估指标体系。应用特尔斐法、模糊层次分析法和变权分析理论,建立了自行火炮战役级装备维修保障能力评估模型,并结合实例进行了分析,结果证明了模型的可行性和有效性。该模型可以为自行火炮装备的维修保障能力建设提供理论依据。     

弹丸膛内受热及其采用主动冷却技术的影响

该文通过对弹丸不同部位受热方式进行分析，建立了弹丸滞留预热身管中受热的组合模型，模拟了某大口径火炮在不同环境温度下，通过连续射击达到最大加热工况时，弹丸滞留身管的温度响应过程并预测了其安全停留时间，所得结果与试验实测数据吻合较好。在此基础上，就采用身管主动冷却技术对弹丸膛内安全停留产生的影响进行了探讨，结果表明：主动冷却技术可以有效地解决弹丸膛内滞留的热安全性问题。     

Thermal behavior simulation of Ni/MH battery

Thermal behavior of overcharged Ni/MH battery is studied with microcalorimeter. The battery is installed in a special device in a microcalorimeter with a quartz frequency thermometer. Quantity of heat and heat capacity of the battery charged at different state of charge (SOC) at different rates are measured by the microcalorimeter. Based on a series of assumputions, heat transfer equation is set up. Expression of heat generation is attained by curve fitting instead of theoretical calculation. Thermal model is used to simulate thermal behavior of the battery in charging period, results of calculation and experiment match very well. The temperature distribution is non-uniform because the poor conductivity limits the heat transfer during charging process. It is difficult to greatly improve the heat conductivity of the battery because it is related to materials inside the battery including electrodes, separators and so on. Therefore, high rate charge should be avoided in actual use. It may cause some damage to the battery. Supported by the National Key Basic Research and Development Program of China (Grant No. 2002CB211800)     

圆形径向梯度表面能材料表面的凝结换热系数

在均质表面上的单个球缺形液滴换热模型和液滴通用尺度分布规律的基础上,结合梯度表面能材料表面上的液滴分布和凝结换热特性,得到了圆形径向梯度表面能材料表面上的滴状凝结换热计算式．在此基础上,研究了壁面过冷度、接触角梯度、工质物性等参数对梯度表面能材料表面滴状凝结换热性能的影响．     

基于寒冷环境下预制舱导热系数分析

为得到预制舱的导热系数,建立了预制舱等效模型。通过理论计算得到了预制舱传热系数,通过计算流体动力学仿真得到了舱内温度场和仿真传热系数,并得到了预制舱修正传热系数。结果表明:板块权重理论适用于预制舱传热系数计算,修正的传热系数有利于提高计算的准确性和计算效率,降低冗余成本。     

复杂射击规范下枪管温度场数值分析与试验研究

针对复杂射击规范下射击过程中的瞬态热冲击引发的枪管寿命问题,建立了枪管1维瞬态传热的数学模型.基于能量平衡法和交替隐式差分格式（ADI）,推导了内节点及边界点的有限差分方程,并以某5.8 mm步枪枪管为对象,在经典内弹道数值计算结果的基础上,编程求解了连续射击150发弹过程中枪管的温度场分布.最后,采用红外热像仪对枪管外壁温度进行了测试,数值仿真结果与实验结果吻合度较高,验证了所建模型及采用的算法在复杂射击规范下的有效性.      

地下水渗流对土壤耦合热泵换热器传热的影响

针对国内外关于土壤耦合热泵的传热模型及其计算方法,未考虑地下水渗流的影响的问题,应用地下水渗流理论和传热学理论,建立了考虑热传导和地下水渗流共同作用的热渗耦合传热模型,分析了地下水渗流对其传热模型的影响,这为土壤耦合热泵换热器的传热计算和分析提供理论支持。     

大口径榴弹炮多相流内弹道数值预报

根据大口径榴弹炮复杂装药结构的特点，将膛内流域分为４个区；燃气区、管状药区、基本药一状药区与附加药包粒状药区，每个区分别推导质量、劝量与能量守恒方程，建立了多相流内弹道模型，结合工程背景。，数值预报了弹丸运动加速度变化规律，为弹丸设计提供理论指导。与部分试验结果比较表明，数值结果与结果与试验结果一致性很好，预测结果是可靠的。数值给出内弹道循环过程详细结果，对于指导装药设计、身管设计都具有重要意义。     

某轮式自行火炮弹道-火炮一体化优化设计

为提高某轮式自行火炮的综合性能,避免在设计过程中提高射击精度的同时使得射程与弹丸杀伤面积下降,建立了涉及内弹道、外弹道、终点效应和自行火炮总体布局与发射动力学的自行火炮一体化优化设计流程和优化设计模型.该模型采用集成优化思想,以炮口跳动垂直扰动最小、射程最远和杀伤面积最大为目标进行多目标一体化优化设计,得到了Pareto最优解集.根据工程经验选取的一组优化解与优化前相比.结果明显优于以炮口垂直扰动最小为目标的单目标优化设计结果.研究表明,综合考虑全弹道模型和自行火炮总体布局与发射动力学模型的某轮式自行火炮弹道-火炮一体化优化设计模型能够有效提高自行火炮的综合性能,避免了单个目标优化时其他目标严重劣化的现象,验证了该方法的有效性.