学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

等离子体作用下内弹道过程的数值模拟

作　者: 王英霞
导　师: 李海元
学　校: 南京理工大学
专　业: 热能工程
关键词: 等离子体内弹道无网格法均相流
分类号: TJ012.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 64次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在工程技术领域内,随着计算机技术的发展,有限元法等数值计算的精度和效率都大大提高了,从而得到了充分的应用。但是,在应用过程中,遇到了固有的缺陷：计算成本高、应力精度低、自适应分析困难,在计算过程中网格会产生很大的畸变,使得计算失效,为了解决这些问题,就必须对网格进行重构,生成新的网格信息,对计算精度和速度都产生了很大的影响。近年来兴起一种新一代计算方法一无网格法,这种方法在许多应用中被认为优于传统的基于网格的有限差分法和有限元法。无网格法是在建立整个问题域的系统代数方程时,不需利用预定义的网格信息进行域离散的方法,它利用一组散布在问题域边界上的节点表示该问题域和其边界。这组散布的节点被称为场节点,它们并不构成网格,即不需要任何事先定义的节点连接信息用于构造场变量未知函数的插值或是近似表达式。无网格法作为一种新型的数值计算方法刚刚起步,其理论和方法都有待完善。本文对固体化学工质电热化学炮的内弹道进行研究,等离子体点火过程和等离子体燃烧增强过程进行了理论的分析,由于目前对等离子体与发射药相互作用的物理化学过程的细节还没有一个完整确切的认识,只能进行一定假设来满足内弹道研究的需要。在本文建立了膛内的一维准两相流模型,也就是均相流模型,采用了无网格数值方法对内弹道进行模拟,编制Frotran程序,并用Tecplot相关软件处理数据,进行绘图。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题背景及其意义  7-8
  1.2 国内外研究概况  8-10
    1.2.1 高功率脉冲电源的技术研究  8
    1.2.2 等离子体发生器结构性能的研究  8-9
    1.2.3 电热化学炮内弹道过程的数值仿真模拟  9-10
  1.3 本文所做的工作  10-11
2 等离子体的基本性质  11-17
  2.1 等离子体存在的基本条件  11-12
  2.2 等离子体的鞘层  12-13
  2.3 等离子体的状态方程  13-14
  2.4 等离子体的宏观方程  14-17
3 等离子体与火药相互作用的研究  17-31
  3.1 等离子体点火过程的研究  17-22
    3.1.1 等离子体模型  17-18
    3.1.2 等离子体点火模型  18-19
    3.1.3 等离子体点火的点火延迟  19-20
    3.1.4 等离子体点火提高火炮装填密度和初温敏感性的研究  20-21
    3.1.5 等离子体点火的化学反应因素  21-22
  3.2 等离子体增强燃烧过程研究  22-31
    3.2.1 化学工质的选择及其热化学性能  23-24
    3.2.2 影响化学工质反应速率的因素  24-25
    3.2.3 化学工质组分对内弹道性能的影响  25
    3.2.4 火药燃速  25-26
    3.2.5 等离子体的侵蚀作用  26-29
    3.2.6 等离子体的辐射作用  29-31
4 无网格法  31-51
  4.1 无网格法的国内外研究进展  31-32
  4.2 SPH方法简史  32
  4.3 SPH的基本思想  32-34
  4.4 SPH的基本方程  34-40
    4.4.1 函数的积分表示法  34-35
    4.4.2 函数的导数积分表示法  35-37
    4.4.3 粒子近似法  37-39
    4.4.4 推导SPH公式的一些技巧  39
    4.4.5 支持域和影响域  39-40
  4.5 用SPH对N-S方程进行离散  40-43
    4.5.1 质量方程的粒子近似法  40-41
    4.5.2 动量方程的粒子近似法  41-42
    4.5.3 能量方程的粒子近似法  42-43
  4.6 SPH相关计算  43-51
    4.6.1 光滑核函数的构造  43-45
    4.6.2 光滑长度的计算  45-46
    4.6.3 粒子间的相互作用  46
    4.6.4 人工粘度和人工热量  46-47
    4.6.5 时间积分  47-49
    4.6.6 边界处理  49-51
5 用SPH求解内弹道方程组  51-60
  5.1 基本假设  51
  5.2 数学方程  51-53
  5.3 算例计算  53-60
    5.3.1 程序结构  54
    5.3.2 计算说明  54-60
6 总结  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-66

等离子体作用下内弹道过程的数值模拟

内容摘要

全文目录

相似论文