同心筒发射装置燃气流场数值模拟及排导结构改进设计

发布时间：2021-04-11 20:27

　　同心筒是一种先进的新型垂直发射装置,它易于实现小型化和轻量化,维护保障简便,且具有良好的兼容性,使其自诞生以来一直备受各国海军青睐。由于同心筒在发射导弹过程中要承受高温燃气的冲击,其燃气排导能力的高低是衡量同心筒性能的一个重要指标。论文以某型同心筒发射装置为研究对象,分析了导弹发射过程中筒内外复杂燃气流场的特点,得到了弹体、导流锥、筒底和筒口等主要位置的温度、压力等参数分布情况,深入研究了影响燃气排导性能的三个因素。首先,以二维和三维非定常Euler方程组为基础,利用Roe格式的有限体积离散形式进行数值计算。选取经典Emery前台阶绕流问题和超音速射流冲击斜板算例进行计算,验证了数值方法的有效性。由于同心筒发射流场计算区域极不规则,采用分块化网格生成方法,将计算区域划分为结构化网格。运用动网格技术模拟了导弹运动所产生的非定常燃气冲击流场。为了解决三维非定常移动网格计算机时过长的问题,先对同心筒发射的二维非定常流场多方案模拟和对比,获得同心筒和导流锥等主要部位的燃气流动的主要特征和发展变化规律,并根据弹体表面的温度和内外筒排气流量差异,筛选出优选方案。在此基础上,建立同心筒发射装置三维网... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及其意义
    1.2 同心筒发射装置的国内外研究进展
        1.2.1 国外研究进展
        1.2.2 国内研究进展
    1.3 燃气射流的国内外研究进展
        1.3.1 燃气射流数值计算的研究进展
        1.3.2 燃气射流实验研究进展
    1.4 论文的主要研究工作
2 流动模型
    2.1 控制方程组
        2.1.1 多组份输运方程
        2.1.2 二维燃气射流流动控制方程
        2.1.3 三维燃气射流流动控制方程
    2.2 有限体积法数值离散
        2.2.1 二维欧拉方程的离散
        2.2.2 三维欧拉方程的离散
    2.3 离散格式
        2.3.1 二维Roe格式
        2.3.2 三维Roe格式
    2.4 数值方法的实例验证
        2.4.1 二维验证
        2.4.2 三维验证
    2.5 本章小结
3 网格生成技术
    3.1 网格生成技术概述
    3.2 单域结构网格
    3.3 分块网格
    3.4 动网格技术
        3.4.1 动网格守恒方程
        3.4.2 动网格更新方法
    3.5 本章小结
4 初始方案燃气流数值计算与分析
    4.1 物理模型
        4.1.1 导弹和同心筒简化模型
        4.1.2 计算区域
        4.1.3 计算网格
        4.1.4 边界设置
        4.1.5 基本参数
    4.2 二维流场计算分析
        4.2.1 燃气运动分析
        4.2.2 温度分析
        4.2.3 压力分布分析
    4.3 对结构进行改进必要性的分析
    4.4 本章小结
        4.4.1 主要工作
        4.4.2 主要结论
5 改进方案的设计及计算分析
    5.1 改进方案的提出
    5.2 改进方案1的二维流动计算结果分析
        5.2.1 燃气运动分析
        5.2.2 温度分析
        5.2.3 压力分布分析
    5.3 改进方案2的二维流动计算结果分析
        5.3.1 燃气运动分析
        5.3.2 温度分析
        5.3.3 压力分布分析
    5.4 三种方案计算结果对比分析
    5.5 改进方案2的三维流动计算
        5.5.1 计算模型和参数设置
        5.5.2 燃气运动分析
        5.5.3 温度分析
        5.5.4 压力分布分析
    5.6 本章小结
        5.6.1 主要工作
        5.6.2 主要结论
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]同心筒发射装置燃气排导的气体动力学原理分析[J]. 于勇,徐新文,傅德彬.  航空动力学报. 2012(03)
[2]湿式独立自排导垂直发射技术研究[J]. 马艳丽,姜毅,王伟臣,刘伯伟,颜凤.  导弹与航天运载技术. 2011(02)
[3]同心发射筒内燃气流温度场的数值模拟[J]. 蔺翠郎,毕世华.  弹箭与制导学报. 2007(05)
[4]同心发射筒出口导流板设计的数值模拟[J]. 杨春英,李艳良,郜冶,熊永亮.  弹箭与制导学报. 2006(02)
[5]导弹发射过程数值模拟[J]. 傅德彬,刘琦,陈建伟,姜毅.  弹道学报. 2004(03)
[6]同心筒自力发射燃气排导优化设计[J]. 傅德彬,姜毅,陈建伟,刘琦.  弹箭与制导学报. 2004(03)
[7]筒内复杂流场三维数值模拟[J]. 苗佩云,袁曾凤.  弹箭与制导学报. 2004(01)
[8]固体火箭燃气射流近场形成与发展的数值模拟[J]. 李军,曹从咏,徐强.  推进技术. 2003(05)
[9]战术导弹垂直发射系统的现状及发展趋势[J]. 谷荣亮,杜江,时继庆.  上海航天. 2003(03)
[10]航空导弹垂直发射系统特点分析[J]. 郑宏建,张兴有,马洪霞.  战术导弹技术. 2002(01)

博士论文
[1]间断有限元数值方法研究及复杂冲击流场的数值模拟[D]. 陈二云.南京理工大学 2008

硕士论文
[1]非结构动网格生成方法研究[D]. 褚江.南京理工大学 2006



本文编号：3131906