基于Hybrid Ⅲ胸部的非致命动能冲击响应测试方法

为有效获得非致命动能冲击的响应参数,解决获取冲击目标样本困难以及可能引发的法律与伦理等问题,提出一种基于假人的测试方法。该方法使用Hybrid Ⅲ第50百分位国际标准假人进行测试,分别用两种不同的非致命动能武器及弹药在6种距离对其胸部进行射击,通过Hybrid Ⅲ假人内置传感器记录冲击过程中假人胸部的冲击响应,并对试验结果进行分析、讨论。试验表明,该方法能有效获得用于评价假人胸部力学响应的加速度、位移、动能等数据,使得对人体受动能冲击的损伤情况进行定量描述成为可能,能应用于大多数非致命动能武器。     

某防暴喷射管管内流场数值模拟

采用流固耦合的方法,基于COMSOL仿真平台对某防暴喷射管内部流场进行了数值模拟,分析了发射管结构和气室初始压强对管内冲击挤压流动过程的影响。结果表明:在气室初始压强为20MPa,战剂容量为10ml的情况下,发射管内径越小,管流阻力越小,活塞运动时间越短,战剂出口速度越小,能量利用率越高;增大气室初始压强能缩短管内流动时间,加快出口速度;锥直形喷嘴结构的突变造成了战剂压强和速度的波动。研究结果可为喷射管的优化设计提供理论依据。     

基于IMF复杂度和RBF网络的配气机构故障诊断

针对柴油机振动信号的非平稳特性,提出一种经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)、复杂度和RBF(radical basis function)神经网络相结合的故障诊断方法;运用经验模态分解方法对特定时段的振动信号进行分析,计算前5个固有模式分量(Intrinsic Mode Functions,IMF)的Lempel-Ziv相对复杂度作为故障特征向量,并利用RBF神经网络可以快速逼近任意非线性函数及良好分类能力的特点,来实现对柴油机工作状态和故障类型的判别;最后,利用实际柴油机试验数据的诊断和对比试验验证了该方法的有效性。     

高压气固两相流喷射器进气增压试验与仿真

为了解决背负式防暴喷雾驱散器高压气体利用率不高,给喷射器操作带来不便的问题,对喷射器进行进气增压结构设计,通过试验研究喷射器进气增压设计前后近喷口流场射流变化情况,并利用FLUENT软件对增压前后近喷口流场进行仿真分析。结果表明:经过进气增压改进后,流场发展速度加快,初始阶段射流前端速度增加明显,近喷口射流扩散角高于未增压时射流扩散角,进气增压结构可以提高喷射装备气体利用率,增强装备的驱散性能。     

非致命动能弹钝性冲击假人胸部的数值模拟

为验证应用Hybrid III假人开展非致命动能弹钝性冲击损伤的有效性,揭示动能弹钝性冲击与汽车安全领域大质量低速冲击的不同,采用数值模拟的方法研究了非致命动能弹和大质量冲击物钝性冲击Hybrid III 50^th假人胸部的动态过程,并基于粘性标准对非致命动能弹胸部损伤风险进行了数值评估。结果表明:Hybrid III假人在非致命动能弹钝性冲击下的胸部压缩量和粘性指数最大值均在尸体实验的验证区间内,是一种有效的损伤评估替代物; 在同等初始能量下,非致命动能弹钝性冲击时程更短、冲击力峰值更大、能量衰减速度更快,会造成胸部局部动能和内能的快速转换,从而形成局部表面伤,创伤面大于弹体横截面,且在肋骨前侧拐角处首先出现应力集中,容易造成断裂; 而大质量低速冲击时的冲击物动能大部分转化为胸部内能,损伤伤情以胸内骨折和脏器损伤为主。质量为30 g的L5型棍弹速度超过74.6 m/s时,造成胸骨或两根以上肋骨骨折的概率超过50%。     

脉冲防暴水炮近流场的数值模拟

为研究脉冲防暴水炮非稳态气液两相射流的雾化机理,采用一方程大涡模拟耦合有界压缩型VOF方法构建数值计算模型,对近流场进行数值模拟。从喷雾形态看,由数值模拟得到的气液两相界面分布图与近流场的高速摄影图像相符程度较高。对两者进行分析比较后发现,在近流场中高压气体膨胀为射流发展的主要动因。     

浅谈虚拟现实在非致命武器研制中的应用

虚拟现实技术（virtual Reality，简称VR）是20世纪90年代迅速发展起来的新技术，应用范围广泛，被认为是21世纪国防科技发展的一个重要方向。非致命武器是武警部队的主战装备，将虚拟现实技术应用于非致命武器的研制可以缩短研制周期、降低研制成本，有利于高技术非致命武器在部队的普及。     

爆炸式防暴弹的弹体爆炸模型及其数值模拟

从流体力学的观点出发,建立了爆炸式防暴弹的弹体爆炸模型,根据需要在一维情形下对各种条件做了一定的简化,最后用有限元方法求解了该问题的近似解,根据米赛斯屈服准则得到了不同材料动态屈服应力条件下的速度分布.认为弹体爆轰产物的整体速度值的大小主要受初始速度值和瞬时爆轰压力的影响,在相同条件下,弹体越厚,破裂半径越小,速度递减得越快.     

刺激剂储罐排液过程水力学性能研究

针对刺激剂储罐结构设计时的排液性能问题。结合增压排液的特点,利用伯努利方程对储罐排液流场参数进行了理论计算,并采用VOF模型耦合双方程模型的方法建立储罐内流道增压排液数值模型,在Fluent软件平台上分析了储罐排液过程中流场参数分布及变化规律。最后,通过对比得出仿真结果与理论计算结果基本吻合,验证了模型的正确性。结果分析表明:该储罐结构及参数的设计合理,具有良好的排液稳定性,且满足预定的技术参数要求,为进一步优化喷射器结构提供了相应的参考。     

基于Matlab/Simulink的防暴动能弹弹道仿真

介绍了Matlab/Simulink与M文件相结合进行防暴动能弹弹道仿真的方法,首先根据防暴动能弹的弹道特点简化了自然坐标系下的弹丸质心方程组,给出了防暴动能弹的致伤判据;然后介绍了如何采用Matlab/Simulink建立弹道仿真模型和编写M文件进行模型控制;最后对弹形系数分别为2和1.5时的9mm柱形橡胶弹进行了弹道仿真和分析,仿真结果较好地模拟了该动能弹的弹道特性和有效作用范围,该模型能够为动能弹的总体设计提供可靠的理论依据.