火炮后坐复进运动仿真技术及应用PDF电子书下载

第1章 火炮后坐复进运动仿真技术概述 1

1.1 火炮反后坐装置概述 1

1.2 流体与热力学相关领域研究概况 3

1.2.1 气固两相流计算的研究现状 3

1.2.2 复杂流道流场计算的研究现状 5

1.2.3 多变热力学理论在气动领域的研究现状 14

1.3 火炮后坐复进动力学计算的研究现状 16

1.3.1 火炮制退机复杂流场的研究现状 16

1.3.2 复进机内部气体动力学的研究现状 18

第2章 后坐复进运动仿真计算模型 19

2.1 火炮反后坐装置结构与工作原理 19

2.1.1 制退机结构与工作原理 19

2.1.2 复进机结构与工作原理 20

2.2 火炮后坐复进运动分析与建模 20

2.2.1 后坐运动火炮受力分析 20

2.2.2 复进运动火炮受力分析 21

2.2.3 后坐复进运动计算模型 22

2.3 本章小结 23

第3章 传统反后坐装置压力计算模型的改进 24

3.1 制退机内部液体压力模型的改进 24

3.1.1 制退机内部液体流动控制方程 25

3.1.2 建立物理模型 28

3.1.3 制退机压力模型的改进 29

3.2 复进机内部气体压力模型的改进 37

3.2.1 复进机内气体的多变热力学模型 37

3.2.2 气体多变指数的修正 39

3.3 本章小结 41

第4章 基于两相流内弹道的炮膛合力数值计算 43

4.1 炮膛合力计算模型 43

4.2 两相流内弹道模型 45

4.2.1 弹丸膛内运动过程 45

4.2.2 两相流内弹道模型 45

4.3 两相流内弹道模型数值求解 49

4.3.1 Godunov方法基本原理 49

4.3.2 Godunov差分格式 50

4.3.3 Godunov格式间断分解 51

4.3.4 初始条件 54

4.3.5 边界条件 55

4.3.6 稳定性条件 56

4.3.7 问题的处理 56

4.4 两相流内弹道计算结果与分析 57

4.4.1 计算参数 57

4.4.2 计算结果与分析 58

4.5 传统内弹道与两相流内弹道炮膛合力对比 59

4.6 本章小结 60

第5章 制退机内部紊流流场数值模拟方法 61

5.1 紊流控制方程和紊流模型 61

5.1.1 紊流基本微分方程组 61

5.1.2 紊流模型理论 62

5.1.3 边界条件的处理 66

5.1.4 轴对称不可压缩紊流控制方程 68

5.2 控制方程的离散与求解 70

5.2.1 控制方程的离散 70

5.2.2 数值求解方法 73

5.2.3 计算细节的处理 76

5.3 应用与比较 79

5.4 本章小结 82

第6章 基于区域整体运动的制退机流场数值模拟 84

6.1 建立物理模型 84

6.1.1 制退机物理结构的模型化 85

6.1.2 制退机内部介质的模型化 87

6.1.3 制退机内部流动的模型化 88

6.2 制退机流场的数值模拟 90

6.2.1 建立计算模型 90

6.2.2 网格划分与运动区域处理 91

6.2.3 边界条件 94

6.2.4 数值模拟的结果与分析 94

6.2.5 与试验结果的比较 98

6.3 制退机流场的影响因素分析 101

6.3.1 后坐速度对制退机流场的影响 101

6.3.2 节制环类型对制退机流场的影响 103

6.4 本章小结 105

第7章 复进机内部气体特性的分段多变热力学分析 107

7.1 复进机内气体实际特性的理论分析 108

7.1.1 气体多变指数与p-V之间的关系 108

7.1.2 气体多变指数与摩尔比热容之间的关系 109

7.1.3 单一多变理论条件下的复进机气体特性分析 110

7.1.4 分段多变理论条件下的复进机气体特性分析 111

7.2 复进机内气体的能量耗散机理 114

7.2.1 克劳修斯不等式 114

7.2.2 能量耗散机理分析 115

7.3 试验结果与分析 117

7.4 气体多变指数的修正 121

7.5 本章小结 122

第8章 火炮后坐复进运动协同仿真计算 123

8.1 协同仿真技术 123

8.2 运动模型求解 125

8.3 流场模型求解 127

8.4 协同仿真可行性分析 128

8.4.1 Matlab Compiler运行机制 128

8.4.2 Fluent UDF运行机制 128

8.4.3 数据通信与共享机制 130

8.5 协同仿真实现方案 130

8.5.1 嵌入式方案 130

8.5.2 并行式方案 131

8.6 射击条件下火炮反后坐装置动态性能试验 133

8.6.1 试验方案 133

8.6.2 试验结果 137

8.7 基于CFD的火炮后坐复进运动协同仿真结果及分析 137

8.7.1 后坐计算结果与试验结果对比 138

8.7.2 复进计算结果与试验结果对比 139

8.8 本章小结 141

第9章 基于协同仿真和热力学分析的故障诊断研究 142

9.1 火炮反后坐装置故障特点 142

9.2 火炮反后坐装置故障统计分析 143

9.2.1 工厂试验故障的统计分析 143

9.2.2 实际使用故障的统计分析 143

9.3 基于协同仿真模型的制退机典型故障模拟 144

9.3.1 节制环磨损 145

9.3.2 制退杆活塞套磨损 149

9.3.3 调速筒磨损 152

9.4 制退机典型故障对火炮后坐复进性能的影响 156

9.4.1 后坐参数变化规律 156

9.4.2 复进参数变化规律 159

9.5 反后坐装置故障诊断实例 160

9.5.1 问题的提出 161

9.5.2 制退机流场的模拟与分析 162

9.5.3 水弹射击条件下复进机的工作特性分析 167

9.6 本章小结 171

参考文献 173