并行计算在脱壳穿甲弹流场三维数值模拟中的应用

基于三维非结构网格的高精度TVD格式对尾翼稳定脱壳穿甲弹流场进行了数值模拟,在MPI平台上基于消息传递的并行编程模型实现非结构网格上的并行计算,计算结果表明并行计算能有效提高计算速度、扩展计算规模,是复杂流场数值模拟计算的重要手段.     

基于人工鱼群算法的加农炮内弹道参数优化研究

基于100 mm加农炮经典内弹道数学模型,以最大膛压及初速的计算值与靶场射击试验值的平均相对误差为目标函数,以燃速系数和燃速指数作为拟优化的参数,运用人工鱼群算法对加农炮内弹道参数进行了参数优化研究。结果表明,人工鱼群算法对初值要求不高,容许范围大,且收敛速度快,全局寻优能力强,计算得到的目标函数值不超过0.1%。将优化后的参数应用到加农炮内弹道计算中,其计算结果与靶场试验结果相对于参数优化前误差进一步减小,其中参数优化后速度的误差仅为0.017%,优化后计算值与靶场试验值吻合得较好,因此可以将人工鱼群算法作为加农炮内弹道参数优化的一种有效方法。     

弹药因素对5.8mm步枪射击精度影响的因素及试验研究

在内弹道方程组基础上,结合数学偏导方法,推导出内弹道修正系数的理论计算公式,以5.8 mm步枪为武器研究平台,计算5.8 mm步枪装药量、弧厚、弹头质量的修正系数。结果表明：对5.8 mm步枪初速及最大膛压影响程度大小依次为装药量、球扁药弧厚、弹头质量。装药量在靶场试验中具有较精确可控性,用统计分析法仅对得到的发射药尺寸及弹头质量对5.8 mm步枪初速影响数据进行显著性分析,分析显示发射药尺寸较弹头质量对初速影响更为敏感,与理论计算结果相一致。从而得出改进发射药尺寸偏差是提高5.8 mm步枪射击精度的有效方法。     

七孔变燃速发射药内弹道性能的数值计算

基于经典内弹道理论建立了七孔变燃速发射药的内弹道模型。在Ф30mm火炮装填条件下,用C语言编写的计算程序,对标准七孔发射药以及不同内外层火药力和不同内外层燃速比的七孔变燃速发射药的内弹道性能进行了数值计算。结果表明,七孔变燃速发射药比标准七孔发射药具有更好的燃烧渐增性,在膛压变化较小的情况下,弹丸初速有较大提高,约5%左右。调节七孔变燃速发射药内外层火药力可以有效控制膛压和提高弹丸初速。随着内外层燃速比的增大,膛内最大压力和弹丸初速逐渐降低,燃烧分裂点和结束点向后推移,七孔变燃速发射药的内外层燃速比一般取2左右为宜。     

颗粒固结发射药作随行装药的应用研究

将颗粒固结发射药应用于随行装药技术,提出了一种新的随行装药方案。通过密闭爆发器与30 mm弹道炮试验,对该随行装药的点火延迟时间、力学强度、燃速和燃烧性能的稳定性进行了研究。结果表明,依托随行装药高力学强度,延迟机构可对随行装药点火延迟时间进行控制。初步验证了该随行装药的燃烧性能基本稳定。增加延迟机构的厚度、乙基纤维素(EC)含量,均可使随行装药点火延迟时间延长。增加随行装药的粘结剂含量、压制密度,均可使其力学强度增加、燃气释放速率降低。随行装药具有较高的燃速,粘结剂含量5%、压制密度1.5 g·cm-3时,随行装药燃速最大值是6/7发射药的46倍。主装药量113 g、延迟机构厚0.4 mm时,在最大膛压基本不变的情况下,随行装药在内弹道试验中的初速较标准弹丸初速增加73.3 m·s-1,增幅约8%。     

多孔发射药冲击受力模拟仿真

为研究多孔发射药受冲击载荷的力学响应过程及几何参数变化对药粒力学性能的影响,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了七孔、十九孔发射药计算模型,模拟药粒在冲击载荷下的受力情况,然后建立单孔发射药模型,长径比为1:1、2:1的七孔、十九孔发射药和花边形七孔、十九孔发射药模型,研究孔数、长径比和外形对药粒应力的影响.结果表明,药粒被压缩后发生回弹,与落锤接触面的应力从圆心到边界逐渐增加,药粒中部发生膨胀;受孔处应力集中的影响,孔数的增加改变了端面应力分布连续性,和单孔药相比,七孔药的受力时间和最大压缩位移分别增长了3.39％和3.76％,十九孔药的受力时间和最大压缩位移分别增长了10.17％和15.05％;当孔数不变,长径比从1:1增加到2:1时,应力峰值减小而压缩位移峰值增大;花边形药粒比圆柱形药粒更易在花边凹陷处出现应力集中.对发射药应力响应过程及影响因素的研究为发射药力学性能研究提供了基础数据.     

负氧平衡发射药膛口燃烧流场的数值模拟

采用多组分ALE( Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方程组对含有高速运动弹丸的负氧平衡发射药膛口射流燃烧流场进行了数值模拟.分别用HLLC格式和基元反应模型处理对流项和化学反应项,用网格局部重构的动网格技术处理因弹丸大位移动边界造成的网格变形,并基于非结构动网格和分区算法开发了并行程序,对膛...     

带制退器的膛口燃烧流场并行数值模拟

采用三维非定常化学反应流控制方程组对带制退器的膛口燃烧流场进行了数值模拟,对流项和化学反应源项分别用TVD格式和基元反应模型进行处理,在多台PC机组成的集群并行系统中,基于域分解的思想对带制退器的三维膛口非平衡化学反应流场进行了数值计算.计算结果表明,膛口制退器能削弱膛口流场激波的强度,抑制二次焰的产生.     

含高速运动弹丸的膛口二次燃烧并行数值模拟

采用多组分ALE方程时含有高速运动弹丸的膛口二次燃烧流场进行了数值模拟.采用网格局部重构的动网格技术处理了动边界引起的网格变化,对流项和化学反应项分别用HLLC格式和基元反应模型进行处理,在多台PC机组成的集群并行系统中,基于域分解的思想对膛口二次燃烧流场进行了数值计算.结果表明,基于网格结构重构的非结构动网格技术能够描述运动弹丸对膛口流场结构和性质的影响,分区并行算法提高了计算速度.     

对变燃速发射药密闭爆发器实验曲线的模拟计算

在以往所推导的双层管状变燃速发射药理论计算公式的基础上,采用将发射药划分为不同质量分数的燃烧部分被渐次点燃的处理方法,对这种变燃速发射药的密闭爆发器实验曲线进行了模拟计算,研究了所划分燃烧部分的数目及各部分质量分数取值、外层药与内层药的燃速比、内层药的燃速系数等对所模拟计算的Γ-ψ曲线的影响.研究结果表明,采用这种模拟...