多平台导弹发射系统燃气射流场参数化结构分析仿真

发布时间：2020-11-22 02:13

　　 导弹发射系统研制进入试验阶段之前需要进行大量的仿真计算,对于大规模的数值仿真而言,其操作专业性强,而且模型数值仿真周期长。为了解决多平台发射系统燃气流场的大规模数值仿真难题,本课题采用机械与计算机学科交叉合作的方法,运用计算机仿真与机械模型融合技术,开发一款适用于多平台发射系统燃气流场数值仿真的通用平台。论文所研究的工作内容如下:(1)根据计算流体动力学的控制方程求解导弹燃气射流场。建立导弹燃气射流场的控制方程组、结构化分析的数值方法,模拟流场的边界条件以及初始条件,判断模拟导弹发射过程中燃气射流场数值计算的收敛条件。(2)建立车载、舰载、水下三种导弹发射平台,囊括冷/热、倾斜/垂直等发射方式下的机械模型,对其建模、计算、仿真得到十三组基准模型数据。对十三种发射方式下的模型进行导弹发射过程中燃气流对发射装置表面产生的压力场、速度场、温度场分析,得到一系列的压力、速度、温度分布云图,以及导弹发射车、发射箱等关键部件点的压力、速度、温度曲线,导弹从点火发射到离开发射筒这一阶段的动画展示。论文中开发的软件简化了工作流程,降低工作人员的工作量,使复杂的仿真建模工作简单化,无需科研人员掌握工作背景以及模拟方法就可以进行模型计算。机械与计算机的交叉结合,使得科研工作者减轻了仿真量,提高工作效率。为发射系统方案设计阶段提供决策支持,为燃气流场参数的预估和实弹测量提供理论和技术支撑。
【学位单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TJ768;TP391.9
【部分图文】：

章 计算流体动力学及其在导弹燃气射流计算中的结构化分析的数值方法流的控制方程之后，要对流体计算区方法，求解代数方程组，从而获得节点三维结构化网格中属六面体网格最为气流场进行建模，一个高质量的网格是的网格文件，才能为后续的流场求解提体积法对网格进行划分，如图 2-1 所示

图 4-6 导弹参数设置窗口 图 4-7 发射筒参数设置窗口3）网格建模图 4-8 所示为集成平台成功调用 Gambit 软件，进行自动化网格建模。在进行几何建模之前，系统使用者需设置网格建模的工作路径，且工作路径不能出现中文字符，否则会导致 CAE 软件识别不出工作路径，导致建模不能正常进行。点击“开始建模”按钮，系统将调用软件-Gambit2.4.6 进行网格建模，点击“停止”按钮可以随时停止网格建模进程，但是若建模未完成则会影响之后的流体求解计算。

图 4-9 流动求解控制参数 图 4-10 并行计算如图 4-9 所示为流动求解控制参数设置窗口，在此窗口中设置定压比热、平均摩尔质量、courant 数、离散精度等。图 4-10 所示即为设置求解器的相关参数例如时间步长、迭代步数等。点击图中“开始计算”按钮将打开 Fluent 软件，将会读取.journal 文件实现流体计算（前提是网格建模完成已经生成了 mesh 文件），则“停止计算”按钮为中断 Fluent 计算。图 4-11 即为调用 Fluent 软件进行求解计算，收集仿真数据进行处理。
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本文编号：2893947