大口径激波管动态校准系统设计

发布时间：2017-05-17 01:09

  本文关键词：大口径激波管动态校准系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着高新技术武器和各种新式弹药的研发,冲击波测试越来越受到重视,对冲击波测试的精度要求也在不断提高。自由场冲击波超压测试时传感器的外形结构会改变冲击波波阵面的流动性,必然影响超压值测量。为了真实模拟测试环境,需将整个传感器置于校准装置中进行整体校准。激波管因其能产生良好的阶跃压力信号成为压力校准装置,尤其是冲击波超压动态校准的主要装置。根据重点实验室拓展提高项目中要求的技术指标,本文就大口径激波管的管身长度、管内粗糙度、校准不确定度和校准系统的采集系统等方面进行了如下的工作:(1)根据激波管流动的基本理论,从获得入射激波后最长的拟定常流动时间和接触面后最长的拟定常流动时间出发,推导出了入射激波马赫数与激波管高低压段长度比的关系,从而计算得到激波管高低压段最佳长度比;(2)在流体力学数值模拟理论的基础上,对激波管建立了三维实体模型,应用湍流模型RNG的模型对激波管流动进行了仿真分析,理想破膜情况下仿真结果与理论结果一致;仿真对比了激波管内壁不同粗糙度的情况下,激波管高低压段流场情况,得出激波管管壁粗糙对激波波阵面平整度影响较小,管壁粗糙对激波衰减影响较大的结论;(3)根据测量不确定度的来源,分析了入射阶跃压力各个不确定度分量对其不确定度影响的大小,提出了减小不确定度的相应措施是提高采集系统的分辨力;(4)鉴于激波管的数采系统在一定程度上影响校准系统的精度,本文设计了一款专用的数据采集系统,主要工作为采存电路设计和基于Lab VIEW的上位机显示处理软件的设计。
【关键词】：激波管 动态校准 数值模拟 不确定度
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题研究的背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 动态压力校准方法研究现状11-13
• 1.2.2 激波管技术发展现状13-15
• 1.2.3 流体力学数值模拟的发展现状15-16
• 1.3 论文的内容及章节安排16-18
• 2 激波管设计基本理论18-34
• 2.1 激波管设计相关参数计算18-25
• 2.1.1 初始压力与入射激波马赫数关系19-23
• 2.1.2 激波管中低压段参数计算23-25
• 2.2 激波管高低压段的长度分析25-29
• 2.3 大口径激波管设计29-32
• 2.4 小结32-34
• 3 激波管气体流动的数值模拟34-49
• 3.1 Fluent数值模拟基础理论34-37
• 3.2 数值模拟的步骤37-39
• 3.2.1 网格划分37-38
• 3.2.2 后处理38-39
• 3.3 数值模拟结果39-48
• 3.3.1 理想破膜情况仿真结果39-44
• 3.3.2 管内壁粗糙时仿真结果44-48
• 3.4 小结48-49
• 4 激波管动态压力校准系统的不确定度分析49-59
• 4.1 测量不确定度的定义和来源49-50
• 4.2 测量不确定度的评定方法50-52
• 4.3 激波管动态压力校准系统不确定度计算52-55
• 4.4 对不确定度分量的分析55-58
• 4.5 小结58-59
• 5 激波管采集系统的设计59-70
• 5.1 采集系统主要指标和工作原理59-60
• 5.1.1 采集系统的主要功能与指标59
• 5.1.2 采集系统工作原理59-60
• 5.2 采集系统关键技术研究60-64
• 5.2.1 抗混叠滤波器的设计60-62
• 5.2.2 断线触发设计62-63
• 5.2.3 数据回读后处理63-64
• 5.3 LabVIEW上位机软件的设计64-66
• 5.3.1 LabVIEW简介及软件设计原则64-65
• 5.3.2 软件主要功能设计65-66
• 5.4 激波管校准系统校准实验66-69
• 5.5 小结69-70
• 6 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 本文创新点70-71
• 6.3 不足与展望71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士期间发表的论文及研究成果76-77
• 致谢77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王宁;;不确定度与误差的探讨[J];计量与测试技术;2016年02期

2 刘世念;马存仁;;基于Fluent的喷嘴型式对干冰清洗影响的模拟仿真[J];化学工程与装备;2015年08期

3 轩春青;轩志伟;赖富文;;压力传感器测试系统的动态校准及特性分析[J];传感技术学报;2015年07期

4 李强;王中宇;王卓然;;压力传感器动态校准不确定度评定[J];北京航空航天大学学报;2015年05期

5 杜红棉;祖静;马铁华;马游春;;自由场传感器外形结构对冲击波测试的影响研究[J];振动与冲击;2011年11期

6 蔡勇;付学峰;陈武谨;;水下爆破冲击波测试与防护研究[J];中国农村水利水电;2009年06期

7 卢云涛;张怀新;潘徐杰;;四种湍流模型计算回转体流噪声的对比研究[J];水动力学研究与进展A辑;2008年03期

8 魏小飞;邹坚;李世平;;基于LabVIEW的A类不确定度计算软件的开发[J];电测与仪表;2006年12期

9 杨双;杜扬;蒋新生;王雷;张学欣;;基于超动态测试系统的压力传感器标定技术研究[J];后勤工程学院学报;2006年04期

10 刘江,孙忠良;常规兵器发射或爆炸时脉冲噪声和冲击波对人员听器损伤的安全限值[J];解放军预防医学杂志;1999年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王高峰;基于激波管实验平台的甲烷燃烧化学动力学机理研究[D];中国科学技术大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 焦耀晗;冲击波超压存储测试装置外部绕流研究[D];中北大学;2015年

2 薛莉;双膜激波管技术在动压校准中的研究[D];中北大学;2014年

3 曹学友;空中冲击波测试误差研究[D];中北大学;2014年

4 许其容;通用毁伤参数存储测试系统的设计[D];中北大学;2014年

5 赵海峰;基于军事事件的GIS空间分析与建模应用研究[D];兰州交通大学;2014年

6 孙正席;放入式电子测压器的校准技术及不确定度研究[D];中北大学;2013年

7 司剑峰;水下爆破冲击波理论分析及试验研究[D];武汉科技大学;2013年

8 原玢;冲击波超压测试系统的动态不确定度研究[D];中北大学;2012年

9 安建军;冲击波压力传感器动态灵敏度研究[D];中北大学;2008年

10 冯耀国;一体化应变式测压器设计与校准技术研究[D];中北大学;2008年

  本文关键词：大口径激波管动态校准系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：372268