垂直发射导弹地面风载荷响应特性研究

发布时间：2022-01-23 18:32

　　地面风一般是指从地面至150米高度范围内的大气流动。地面风模型可由平均风和脉动风组成。与之对应,导弹或发射筒的风载响应也可由平均风响应和脉动风响应组成。平均风响应只考虑顺风向的静力响应;脉动风响应需要考虑顺风向和横风向的风振响应。当风速达到当地基本风压时,地面风会对导弹发射过程产生显著的影响。本文基于自拟的战略导弹武器系统,进行了平均风和脉动风对导弹发射过程影响的研究,主要包括以下几个方面:1.建立了导弹武器系统模型,包括三维几何模型、流场域网格划分和多刚体动力学模型。2.导弹竖立在地面上处于待发状态时,当风速沿着垂直于车身方向吹来时,导弹-发射车系统在顺风向上的静稳定性最差。当安全系数??1 2n??min n?,n?大于1时,发射车系统处于稳定状态。3.导弹离开发射筒后,当风速沿着垂直于车身方向吹来时,发射装置在顺风向上的静稳定性最差。当安全系数??1 2n??min n?,n?大于1时,发射装置处于稳定状态。4.根据脉动风模拟谱与目标谱的对比可知,本文基于谐波合成法编制的MATLAB程序能很好的模拟脉动风。5.考虑平均风对导弹发射过程的影响。处在发射过程中的导弹和发射筒,在四个发... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：126 页

【学位级别】：硕士

【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 相关领域研究现状及发展趋势
        1.2.1 冷发射技术
        1.2.2 CFD和计算风工程
        1.2.3 动网格技术研究慨况
        1.2.4 虚拟样机技术的应用及发展
        1.2.5 流固耦合概况
    1.3 论文的主要内容和章节安排
        1.3.1 论文的主要内容
        1.3.2 论文的章节安排
第2章 流体控制方程和多刚体动力学理论
    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 湍流模型
        2.3.1“0”方程模型
        2.3.2 S-A方程模型
        2.3.3 标准k-ε模型
        2.3.4 RNG k-ε模型
    2.4 流体控制方程的离散
        2.4.1 概述
        2.4.2 有限体积法
    2.5 流场数值计算方法
        2.5.1 算法
        2.5.2 线性化方法
        2.5.3 初始条件和边界条件
        2.5.4 流场计算的SIMPLE算法
    2.6 动态网格技术
        2.6.1 FLUENT和动态网格概述
        2.6.2 守恒型动网格流场计算方程
        2.6.3 弹簧近似光滑法
        2.6.4 动态分层法
        2.6.5 局部网格重组法
        2.6.6 域动分层法
    2.7 多刚体系统动力学
        2.7.1 笛卡尔广义坐标和坐标变换
        2.7.2 约束及约束方程
        2.7.3 动力学方程
    2.8 ADAMS虚拟样机技术
        2.8.1 广义坐标的选择
        2.8.2 接触碰撞模型
        2.8.3 动力学方程的求解
    2.9 流固耦合简介
        2.9.1 单向流固耦合分析
        2.9.2 双向流固耦合分析
第3章 风的特性和计算模型
    3.1 基本风压
    3.2 平均风剖面
        3.2.1 指数风剖面
        3.2.2 对数风剖面
        3.2.3 指数律和对数律的比较及存在的问题
    3.3 脉动风剖面
        3.3.1 湍流功率谱密度
        3.3.2 脉动风相干函数
        3.3.3 湍流强度
        3.3.4 湍流积分尺度
    3.4 计算模型
        3.4.1 几何模型
        3.4.2 流体域网格划分及边界条件设定
        3.4.3 多刚体动力学建模
    3.5 本章小结
第4章 地面平均风对导弹发射过程的影响
    4.1 几个方向的定义和发射场选择
    4.2 地面平均风对导弹处于待发状态时的影响
        4.2.1 导弹竖立时发射装置的稳定性
        4.2.2 平行车身方向(x轴)的平均风对导弹竖立时的影响
        4.2.3 垂直车身方向(y轴)的平均风对导弹竖立时的影响
    4.3 地面平均风对导弹处于出筒过程中的影响
        4.3.1 平行车身方向(x轴)的平均风对导弹出筒过程的影响
        4.3.2 垂直车身方向(y轴)的平均风对导弹出筒过程的影响
    4.4 地面平均风对导弹处于刚出筒状态时的影响
        4.4.1 导弹出筒后发射装置的稳定性
        4.4.2 平行车身方向(x轴)的平均风对导弹出筒后发射装置的影响
        4.4.3 垂直车身方向(y轴)的平均风对导弹出筒后发射装置的影响
        4.4.4 平均风对导弹离筒后姿态的影响
    4.5 本章小结
第5章 地面脉动风对导弹发射过程的影响
    5.1 脉动风的生成方法和速度入.的设置
        5.1.1 脉动风速谱
        5.1.2 脉动空间相干函数
        5.1.3 脉动风生成方法
        5.1.4 速度入.的设置
    5.2 地面脉动风对导弹处于待发状态时的影响
        5.2.1 平行车身方向(x轴)的脉动风对导弹竖立时的影响
        5.2.2 垂直车身方向(y轴)的脉动风对导弹竖立时的影响
    5.3 地面脉动风对导弹处于出筒过程中的影响
        5.3.1 平行车身方向(x轴)的脉动风对导弹出筒过程的影响
        5.3.2 垂直车身方向(y轴)的脉动风对导弹出筒过程的影响
    5.4 地面脉动风对导弹处于刚出筒状态时的影响
        5.4.1 平行车身方向(x轴)的脉动风对导弹出筒后发射装置的影响
        5.4.2 垂直车身方向(y轴)的脉动风对导弹出筒后发射装置的影响
        5.4.3 脉动风对导弹离筒后姿态的影响
    5.5 本章小结
第6章 结论和展望
    6.1 本文研究总结
    6.2 进一步工作展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时域法的运载火箭风载荷动力响应分析[J]. 杨虎军,安军,赵美英,侯赤.  强度与环境. 2013(04)
[2]运载火箭地面风载荷响应特性分析[J]. 李哲,安军,万小朋.  航空工程进展. 2013(02)
[3]垂直发射飞行器地面风荷载响应[J]. 钟音亮,杨茂,陈凤明.  科学技术与工程. 2010(24)
[4]弹道导弹发射方式AB面[J]. 汤志成.  兵器知识. 2009(04)
[5]风荷载的几种模拟方法[J]. 刘锡良,周颖.  工业建筑. 2005(05)
[6]动网格生成技术[J]. 史忠军,徐敏,陈士橹.  空军工程大学学报(自然科学版). 2003(01)
[7]战略导弹弹射技术的发展[J]. 李广裕.  国外导弹与航天运载器. 1990(07)
[8]陆基洲际导弹发射方式的运用[J]. 周子林.  国外导弹与航天运载器. 1987(09)

硕士论文
[1]基于FLUENT软件的建筑物风场数值模拟[D]. 黄滢.华中科技大学 2005
[2]建筑物表面风荷载的数值模拟研究[D]. 彪仿俊.浙江大学 2005



本文编号：3604939