窄通道长杆状发射药内孔燃气流动流场数值模拟研究

发布时间：2022-02-28 20:39

　　在发射药装药技术中,为了提高发射药装填密度并保证渐增性燃烧,窄通道杆状发射药被广泛使用,但随之而来的是严重的侵蚀燃烧现象。气流效应是侵蚀燃烧现象发生的主要原因,因此研究窄通道杆状发射药燃气在内孔中的流动具有重要意义。本文运用合理的简化假设,建立杆状发射药内孔通道燃气流动模型,利用CFD软件FLUENT对杆状发射药燃气在内孔中的流动进行了数值模拟计算;采用单因素变量法,分别改变发射药的长径比、初始温度以及孔内外压力差,分析了三种因素对杆状发射药燃气在内孔中的流动流场分布及对侵蚀燃烧现象的影响。研究结果表明,窄通道杆状发射药燃气流动总体规律:径向由孔中心到孔壁,燃气流速逐渐减小,压力逐渐增大;轴向上,燃气流速先逐渐减小,压力先逐渐增大,在一定位置突然形成速度和压力的震荡波,并随时间沿轴向传递,最终,各点燃气流速趋向于平稳波动,压力保持稳定。发射药的长径比越大,发射药内孔燃气最初速度波动产生的位置越小,侵蚀燃烧越易发生;发射药初始温度越高,燃速增长越快,越容易发生侵蚀燃烧;孔内外压差越大,压力波震荡频率越大,越容易产生侵蚀燃烧现象。 

【文章来源】：南京理工大学江苏省211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 侵蚀燃烧
        1.2.1 侵蚀燃烧简介
        1.2.2 侵蚀燃烧国内外研究现状
    1.3 CFD方法与技术
        1.3.1 CFD工作思路
        1.3.2 CFD求解方法
        1.3.3 CFD软件
    1.4 本文主要研究内容
2 发射药内孔燃气组成及数值模拟基础
    2.1 引言
    2.2 发射药燃气组分
    2.3 发射药内孔燃气流动数值模拟基础
        2.3.1 湍流模型
        2.3.2 气体流动控制方程
    2.4 本章小结
3 杆状发射药燃气在内孔中的流动流场数值模拟
    3.1 引言
    3.2 流场数值模拟
        3.2.1 内孔通道燃气流动数学模型
        3.2.2 基本假设
        3.2.3 网格划分
        3.2.4 边界条件
        3.2.5 初始参数设定
        3.2.6 流场计算设置
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 燃气速度场变化规律
        3.3.2 燃气压力场变化规律
        3.3.3 流场规律与侵蚀燃烧关系讨论
    3.4 本章小结
4 不同因素对杆状发射药内孔燃气流场模拟的影响
    4.1 引言
    4.2 长径比对杆状发射药内孔燃气流场分布的影响
        4.2.1 不同长径比的杆状药内孔燃气流场模拟
        4.2.2 不同长径比对杆状药内孔燃气流场的影响规律
    4.3 初始温度对杆状发射药内孔燃气流场分布的影响
        4.3.1 不同初始温度时杆状发射药内孔燃气流场模拟
        4.3.2 不同初始温度对杆状发射药内孔燃气流场影响规律
    4.4 孔内外压差对杆状发射药燃气流场分布的影响
        4.4.1 不同孔内外压差时杆状发射药内孔燃气流场模拟
        4.4.2 不同孔内外压差对杆状发射药内孔燃气流场影响规律
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]侵蚀燃烧在发射装药内弹道中的应用研究[J]. 张洪林.  兵工学报. 2008(02)
[2]固体火箭发动机不稳定燃烧的速度耦合模型的研究[J]. 吕振中.  推进技术. 1995(06)
[3]硝胺发射药高压中止燃烧实验研究[J]. 赵志建,赵宝昌,何秀英,李利.  弹道学报. 1994(01)
[4]开槽管状药内弹道模型及计算[J]. 翁春生,袁亚雄,金志明.  弹道学报. 1993(04)
[5]管状发射药内弹道模型及计算[J]. 翁春生,袁亚雄,金志明.  弹道学报. 1993(03)
[6]国外身管武器及其发射药技术的发展(下)[J]. 张豪侠.  现代兵器. 1987(09)
[7]炮药侵蚀燃烧的理论分析[J]. 张柏生.  南京理工大学学报(自然科学版). 1986(02)

硕士论文
[1]多孔切口杆状发射药燃烧性能研究[D]. 王艳宾.南京理工大学 2010



本文编号：3645543