发射环境及结构参数对潜射导弹出筒载荷影响分析
发布时间：2021-02-13 08:24
自美国在二战中通过使用原子弹迫使日本无条件投降以来，核武器以其强大的威力引起了世界各国军事学家的重视。随着几十年来对其深入的研究，具有“二次核打击”能力的武器平台越来越受到人们的重视，潜射导弹正是其中的佼佼者。但潜射导弹不同于陆基导弹，其发射过程起始阶段要经历空气和水下不同环境间的转换，发射条件复杂，为潜射导弹的结构与弹道设计带来了困难。在这种背景下，本文通过对潜射导弹出筒过程进行数值仿真，分析了几种发射条件对潜射导弹出筒过程中弹体载荷的影响，为导弹的设计工作提供了一定的参考。本文首先分别介绍了FLUENT软件中用到的控制方程、多相流模型以及湍流模型，并运用动网格技术建立起流体仿真分析需要的弹体及流场的网格模型。然后分别考虑不同出筒速度、发射深度及艇速发射条件下，将对应载荷及边界条件加载在网格模型上进行仿真得到不同工况下的水动力数据，为下一步动力学仿真做好准备。然后通过掌握多体系统动力学建模方法，利用集中质量法在ADAMS软件中建立了包括潜射导弹、发射筒以及适配器在内的动力学模型。在此基础上，以不同适配器刚度及艇速设计对应的工况，分别进行动力学仿真得到弹体在出筒过程中各个截面的载荷，并...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多体系统结构示意图
图 2-1 计算网格图的计算网格，在控制体积 P 及变化时间段上将( ) ( ) t t t t t V t V tdiv u dVdt div grad dVdt 为瞬态项，源项，扩散项，对流项。下面对。时，假定物理量 在整个控制体积 P 上均具时间段 t 上的变化量极限，则瞬态项变为：0 0( )( t tP P PV V tdVdt dt dV t t 量在时刻t的值，而在t t 时刻的物理量没有控制体积 P 的节点 P 处取值。( ) ( t t t t t tC P P C t S Vdt S S Vdt S V
图 2-2 GAMBIT 网格建模图为得到动力学仿真中需要的水动力数据，需要将 FLUENT 软件数值仿真的中间数据进行输出，如果要手动进行输出的话，过程繁琐容易出错。因此需要用到UDF。UDF 是指 FLUENT 软件中的自定义函数，它的作用是使软件使用者通过自己编写相应的标准 C 语言程序来实现那些 ANSYS 的 FLUENT 软件中没有现成接口的功能。任何一款应用软件都都不可能解决所有问题，但是一般来说软件都会提供一个良好的功能接口，供使用者或者开发人员进行二次开发，以达到使用者的目的。FLUENT 为方便用户的使用，已经在 UDF 中定义好了许多常用的宏，本论文中使用 UDF 来定义动区域的运动规律并在仿真过程中获取水动力时域数据。2.9 本章小结本章介绍了计算流体力学的理论知识，从流体运动的控制方程入手，依次介绍了多相流模型、空化模型以及湍流模型。接着简单介绍了模型的数值解法：首先将控制方程进行离散，然后就 SIMPLE 算法说明了流场的数值计算方法。在对
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DMAP的模态综合方法与应用[J]. 李光明,胡于进. 机械与电子. 2012(05)
[2]潜射导弹出筒过程的三维非定常数值模拟研究[J]. 张红军,陆宏志,裴胤,叶建,邹正平. 水动力学研究与进展A辑. 2010(03)
[3]导弹水下动机座垂直发射过程的水动力计算[J]. 尚书聪,张宇文,袁绪龙. 舰船科学技术. 2009(09)
[4]基于Mixture多相流模型计算双流道泵全流道内固液两相湍流[J]. 赵斌娟,袁寿其,刘厚林,黄忠富,谈明高. 农业工程学报. 2008(01)
[5]导弹垂直发射出筒过程中通气空泡流研究[J]. 刘筠乔,鲁传敬,李杰,曹嘉怡. 水动力学研究与进展A辑. 2007(05)
[6]潜射导弹尾空泡从生成到拉断过程的数值模拟[J]. 刘志勇,颜开,王宝寿. 船舶力学. 2005(01)
[7]导弹水下发射内流场的数值研究[J]. 殷崇一,张宇文,刘乐华,李宏伟. 弹箭与制导学报. 2003(03)
[8]世界现役潜射导弹的现状与动向[J]. 王德. 飞航导弹. 2003(05)
[9]应用不同湍流模型计算叶栅流场的结果与比较[J]. 朱永波,赵晓路,蔡睿贤. 航空动力学报. 2001(01)
[10]潜对空导弹及其水下发射技术的发展[J]. 倪火才. 舰载武器. 2000(03)
本文编号：3032243
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多体系统结构示意图
图 2-1 计算网格图的计算网格，在控制体积 P 及变化时间段上将( ) ( ) t t t t t V t V tdiv u dVdt div grad dVdt 为瞬态项，源项，扩散项，对流项。下面对。时，假定物理量 在整个控制体积 P 上均具时间段 t 上的变化量极限，则瞬态项变为：0 0( )( t tP P PV V tdVdt dt dV t t 量在时刻t的值，而在t t 时刻的物理量没有控制体积 P 的节点 P 处取值。( ) ( t t t t t tC P P C t S Vdt S S Vdt S V
图 2-2 GAMBIT 网格建模图为得到动力学仿真中需要的水动力数据，需要将 FLUENT 软件数值仿真的中间数据进行输出，如果要手动进行输出的话，过程繁琐容易出错。因此需要用到UDF。UDF 是指 FLUENT 软件中的自定义函数，它的作用是使软件使用者通过自己编写相应的标准 C 语言程序来实现那些 ANSYS 的 FLUENT 软件中没有现成接口的功能。任何一款应用软件都都不可能解决所有问题，但是一般来说软件都会提供一个良好的功能接口，供使用者或者开发人员进行二次开发，以达到使用者的目的。FLUENT 为方便用户的使用，已经在 UDF 中定义好了许多常用的宏，本论文中使用 UDF 来定义动区域的运动规律并在仿真过程中获取水动力时域数据。2.9 本章小结本章介绍了计算流体力学的理论知识，从流体运动的控制方程入手，依次介绍了多相流模型、空化模型以及湍流模型。接着简单介绍了模型的数值解法：首先将控制方程进行离散，然后就 SIMPLE 算法说明了流场的数值计算方法。在对
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DMAP的模态综合方法与应用[J]. 李光明,胡于进. 机械与电子. 2012(05)
[2]潜射导弹出筒过程的三维非定常数值模拟研究[J]. 张红军,陆宏志,裴胤,叶建,邹正平. 水动力学研究与进展A辑. 2010(03)
[3]导弹水下动机座垂直发射过程的水动力计算[J]. 尚书聪,张宇文,袁绪龙. 舰船科学技术. 2009(09)
[4]基于Mixture多相流模型计算双流道泵全流道内固液两相湍流[J]. 赵斌娟,袁寿其,刘厚林,黄忠富,谈明高. 农业工程学报. 2008(01)
[5]导弹垂直发射出筒过程中通气空泡流研究[J]. 刘筠乔,鲁传敬,李杰,曹嘉怡. 水动力学研究与进展A辑. 2007(05)
[6]潜射导弹尾空泡从生成到拉断过程的数值模拟[J]. 刘志勇,颜开,王宝寿. 船舶力学. 2005(01)
[7]导弹水下发射内流场的数值研究[J]. 殷崇一,张宇文,刘乐华,李宏伟. 弹箭与制导学报. 2003(03)
[8]世界现役潜射导弹的现状与动向[J]. 王德. 飞航导弹. 2003(05)
[9]应用不同湍流模型计算叶栅流场的结果与比较[J]. 朱永波,赵晓路,蔡睿贤. 航空动力学报. 2001(01)
[10]潜对空导弹及其水下发射技术的发展[J]. 倪火才. 舰载武器. 2000(03)
本文编号：3032243
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