大长径比中心炸管式抛撒定容阶段两相流模拟

发布时间：2020-10-21 00:46

　　 子弹抛撒过程直接影响着子弹的初始运动规律,对子母弹战术指标的实现至关重要。中心炸管式抛撒是现在较为常用的一种抛撒方式,其结构简单、动作可靠、抛速高,可以使内外层子弹间具有一定的速度梯度顺序抛出。中心炸管式抛撒系统的定容燃烧阶段伴随着复杂的物理化学变化,包括点火药燃烧、点火管传火、抛撒药着火燃烧生成高温高压燃气等作用过程,对整个抛撒过程起着至关重要的作用。本文针对中心炸管式抛撒定容阶段的内弹道过程应用试验研究、理论分析和数值模拟等研究手段,对大长径比无装药结构下传火管传火特性、中心炸管式抛撒系统定容阶段内弹道过程及影响内弹道特性的因素分析进行了研究。主要研究工作如下:(1)根据传火管长径比较大和无装药的特点,对传火管建立一维纯气相数学模型,采用一维CE/SE方法对其编写计算仿真程序,通过数值计算得到管内压力的变化规律,并结合试验结果分析了大长径比传火管在无装药的情况下的点传火性能。(2)中心炸管抛撒定容燃烧阶段伴随着复杂的物理化学变化,包括点火药燃烧、传火管传火、抛撒药着火燃烧生成高温高压燃气等作用过程,根据这些作用过程的特点,对传火管和中心管分别建立一维纯气相数学模型和二维两相流数学模型,并通过质量与能量的交换将二者耦合在一起,以达到可以同时计算的目的。采用CE/SE方法编写了计算程序,根据对压力、气相和固相的速度等物理量的计算,分析了定容阶段中心管内的流场变化规律。(3)点传火的性能对抛撒药点燃、燃烧至关重要,通过仿真计算分析了传火管内径和点火药量对点传火过程的影响,对大长径比、无装药的传火管结构设计提供参考依据。分析了抛撒药量对定容阶段内弹道过程的影响,为中心炸管式抛撒系统的装药结构设计提供参考依据。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ410
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 抛撒药燃气式抛撒应用
        1.2.2 大长径比点传火技术
        1.2.3 两相流内弹道技术
    1.3 本文主要研究工作
2 中心炸管式抛撒定容阶段试验研究
    2.1 传火管点传火试验
        2.1.1 试验装置结构设计
        2.1.2 实验设计方案
        2.1.3 试验实施及结果分析
    2.2 中心炸管定容阶段试验研究
        2.2.1 试验装置结构设计
        2.2.2 试验设计方案
        2.2.3 试验实施及结果分析
    2.3 本章小结
3 传火管点传火过程仿真计算
    3.1 大长径比传火管纯气相物理模型
        3.1.1 传火管点传火过程描述
        3.1.2 基本假设
        3.1.3 数学模型
    3.2 一维CE/SE数值计算方法
        3.2.1 一维CE/SE推导方法
        3.2.2 源项的处理
        3.2.3 初始条件和边界条件
    3.3 仿真计算结果分析
    3.4 本章小结
4 大长径比中心炸管式抛撒定容阶段两相流仿真模拟
    4.1 燃烧室内物理模型
        4.1.1 中心炸管式抛撒定容阶段物理描述
        4.1.2 基本假设
        4.1.3 数学模型
    4.2 二维CE/SE数值计算方法
        4.2.1 二维CE/SE法
        4.2.2 初始条件与边界条件
    4.3 网格划分及计算流程
    4.4 中心炸管式抛撒定容阶段仿真结果分析
        4.4.1 中心炸管式抛撒燃气生成装置的结构特点
        4.4.2 中心炸管式抛撒燃定容阶段仿真结果与试验结果对比
        4.4.3 中心炸管式抛撒定容阶段流场特性分析
    4.5 本章小结
5 定容阶段内弹道过程影响因素分析
    5.1 传火管内径对点传火过程的影响
    5.2 点火药量对点传火过程的影响
    5.3 抛撒药量对定容阶段内弹道过程的影响
    5.4 本章小结
6 结束语
    6.1 论文主要工作及取得的成果
    6.2 论文的创新点
    6.3 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文

【参考文献】

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本文编号：2849386