基于动网格技术燃气开盖研究
发布时间：2020-11-02 05:23
采用易碎式材料作为前后盖,利用冲击波和燃气流完成前后盖开启的贮运发射箱已得到广泛使用。当前盖依靠冲击波开盖的时候,后盖的开启方式以及开盖压力对前盖开启起到关键性的作用,同理,当后盖依靠冲击波和燃气流开盖的时候,堵盖开启方式和破膜压力对后盖开启起到关键性的作用。为研究不同的堵盖开启方式和不同的破膜压力对初始冲击波和发射箱后盖的影响,本文基于网格分层、网格光顺、网格重构的动网格技术,将堵盖的运动过程与燃气流流场进行耦合求解,对堵盖整个运动过程进行了仿真计算。综合计算结果可以清晰地看到,堵盖开启方式不同,燃气流对后盖作用效果也不同;破膜压力不同,初始冲击波强度也不同,并得到了后盖压强随时间变化曲线。研究表明:相较于整体脱落式堵盖,使用热解碳化式堵盖,后盖更早达到开盖压力;破膜压力越大,初始冲击波强度越大,传播速度越快,持续时间越长。为研究不同的后盖开启方式以及不同的开盖压力对前盖的影响,本文基于网格光顺和网格重组的动网格技术,将后盖分块的运动过程与燃气流流场进行耦合求解,对后盖分块整个运动过程进行仿真计算。综合计算结果可以清晰地看到,开盖方式不同,箱内冲击波强度也不同;开盖压力不同,箱内冲击波强度也不同,并得到箱内各个监测点压强和前盖平均压强随时间变化曲线。研究表明:相较于未耦合开盖,耦合开盖箱内冲击波强度更大,持续时间更长;后盖开盖压力越大,箱内冲击波强度越大,持续时间越长,传播速度越大,即前盖更早达到开盖压力。
【学位单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TJ768.8
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究的目的和意义
1.2 文献综述
1.2.1 燃气射流数值模拟研究概况
1.2.2 冲击波开盖方式的发展
1.2.3 可动边界问题研究概况
1.3 本文的主要工作
第2章 数值模拟理论基础和控制方程离散方法
2.1 流体力学基本方程组
2.1.1 连续方程
2.1.2 Navier-Stokes方程（粘性流体的动量方程）
2.1.3 能量方程
2.2 雷诺方程（湍流的平均动量方程）
2.3 六自由度方程
2.4 湍流模型
2.4.1“0”方程模型（混合长理论）
2.4.2 S-A方程模型
2.4.3 标准k-ε 模型
2.4.4 RNG k-ε 模型
2.5 控制方程离散
2.5.1 概述
2.5.2 有限体积法
2.5.3 离散化格式
2.6 流场数值计算方法
2.6.1 算法
2.6.2 线性化方法
2.6.3 初始条件和边界条件
第3章 动网格技术与UDF
3.1 守恒型动网格流场计算方程
3.2 动网格更新方法
3.2.1 动态分层法
3.2.2 弹簧近似光滑法
3.2.3 网格重组法
3.2.4 尺寸函数
3.3 用户自定义函数（UDF）
3.3.1 UDF介绍
3.3.2 本文主要用到的宏函数
第4章 耦合喷管堵盖对发射箱后盖的影响
4.1 数值计算说明
4.1.1 几何模型简化
4.1.2 边界条件设定
4.2 两种不同类型堵盖耦合仿真
4.2.1 非金属材料热解碳化堵盖开启
4.2.2 金属材料堵盖整体脱离
4.2.3 两种堵盖打开方式比较
4.3 三种破膜压力对后盖压强的影响
4.4 本章小结
第5章 耦合发射箱后盖对箱内流场影响
5.1 仿真模型简化
5.1.1 发射箱体简化
5.1.2 导弹弹体模型简化
5.1.3 流体区域网格划分
5.1.4 边界条件设定
5.1.5 动网格设置
5.2 不同开盖仿真方式
5.2.1 不考虑后盖与燃气射流耦合
5.2.2 耦合旋转开盖
5.2.3 耦合六自由度开盖
5.2.4 三种仿真方式比较
5.3 不同开盖压力下流场特性比较
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】
本文编号：2866628
【学位单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TJ768.8
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究的目的和意义
1.2 文献综述
1.2.1 燃气射流数值模拟研究概况
1.2.2 冲击波开盖方式的发展
1.2.3 可动边界问题研究概况
1.3 本文的主要工作
第2章 数值模拟理论基础和控制方程离散方法
2.1 流体力学基本方程组
2.1.1 连续方程
2.1.2 Navier-Stokes方程（粘性流体的动量方程）
2.1.3 能量方程
2.2 雷诺方程（湍流的平均动量方程）
2.3 六自由度方程
2.4 湍流模型
2.4.1“0”方程模型（混合长理论）
2.4.2 S-A方程模型
2.4.3 标准k-ε 模型
2.4.4 RNG k-ε 模型
2.5 控制方程离散
2.5.1 概述
2.5.2 有限体积法
2.5.3 离散化格式
2.6 流场数值计算方法
2.6.1 算法
2.6.2 线性化方法
2.6.3 初始条件和边界条件
第3章 动网格技术与UDF
3.1 守恒型动网格流场计算方程
3.2 动网格更新方法
3.2.1 动态分层法
3.2.2 弹簧近似光滑法
3.2.3 网格重组法
3.2.4 尺寸函数
3.3 用户自定义函数（UDF）
3.3.1 UDF介绍
3.3.2 本文主要用到的宏函数
第4章 耦合喷管堵盖对发射箱后盖的影响
4.1 数值计算说明
4.1.1 几何模型简化
4.1.2 边界条件设定
4.2 两种不同类型堵盖耦合仿真
4.2.1 非金属材料热解碳化堵盖开启
4.2.2 金属材料堵盖整体脱离
4.2.3 两种堵盖打开方式比较
4.3 三种破膜压力对后盖压强的影响
4.4 本章小结
第5章 耦合发射箱后盖对箱内流场影响
5.1 仿真模型简化
5.1.1 发射箱体简化
5.1.2 导弹弹体模型简化
5.1.3 流体区域网格划分
5.1.4 边界条件设定
5.1.5 动网格设置
5.2 不同开盖仿真方式
5.2.1 不考虑后盖与燃气射流耦合
5.2.2 耦合旋转开盖
5.2.3 耦合六自由度开盖
5.2.4 三种仿真方式比较
5.3 不同开盖压力下流场特性比较
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 牛钰森;姜毅;史少岩;李静;;与燃气射流耦合的易裂后盖开启过程数值分析[J];兵工学报;2015年01期
本文编号：2866628
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/2866628.html
