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变威力发射膛内准两相流场研究

作　者: 秦鹏
导　师: 赫雷
学　校: 南京理工大学
专　业: 火炮、自动武器与弹药工程
关键词: 变威力武器内弹道学准两相流泄气孔气室
分类号: TJ201
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

本文提出了一种在枪管上开泄气孔实现武器变威力的方案,分析了实现变威力的原理以及泄气孔与气室部分的气体流动状态。从近代内弹道学理论入手,在欧拉坐标系下,建立了变威力武器内弹道准两相流的数学模型。在给定假设条件下,给出了变威力武器模型的基本方程组及其定解条件,并采用MacCormack格式处理内点,镜面反射处理左边界,网格输运处理右边界。编制了变威力武器膛内准两相流场的计算软件,以某防暴枪为例,将理论计算数据和实际实验数据做了比较,验证了所建内弹道模型的正确性。获得了枪管未开泄气孔和枪管开泄气孔两种情况下的准两相流的各参数的变化曲线,并作出了详细的对比分析。针对变威力武器,研究了气室容积、枪管上泄气孔位置、枪管上泄气孔半径和气室上开孔的半径的变化对弹丸初速变化的影响规律。并给出了能有效改变弹丸初速的最佳的气室容积、泄气孔位置、枪管上泄气孔半径和气室上开孔半径的范围。本文的研究结果为进一步研究变威力武器工作机理打下了坚实的基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
主要符号说明  9-11
1 绪论  11-16
  1.1 研究背景和意义  11-12
  1.2 国内外非致命性武器研究现状  12-13
    1.2.1 国外研究现状  12-13
    1.2.2 国内研究现状  13
  1.3 两相流理论在武器上的应用  13-14
  1.4 本文主要研究内容  14-16
2 变威力武器准两相流内弹道模型的建立  16-23
  2.1 概述  16
  2.2 变威力武器内弹道结构简介  16-17
  2.3 基本假设  17-19
  2.4 变威力武器准两相流内弹道模型  19-22
    2.4.1 方法简介  19
    2.4.2 准两相流内弹道基本方程组  19-21
    2.4.3 方程组的定解条件  21-22
  2.5 本章小结  22-23
3 变威力武器准两相流内弹道的计算方法  23-30
  3.1 概述  23
  3.2 MacComack差分格式  23
  3.3 处理内点  23-26
  3.4 处理边界点  26-28
  3.5 稳定性的条件  28
  3.6 滤波和质量及能量的检查  28-29
  3.7 本章小结  29-30
4 变威力武器准两相流内弹道的计算结果分析  30-52
  4.1 模型验证  30-31
  4.2 变威力武器泄气装置结构参数对内弹道的影响分析  31-36
    4.2.1 泄气孔位置对弹丸初速的影响  31-32
    4.2.2 泄气孔大小对弹丸初速的影响  32-33
    4.2.3 气室容积大小对弹丸初速的影响  33-34
    4.2.4 气室孔大小对弹丸初速的影响  34-36
  4.3 有无泄气装置的武器内弹道计算结果分析  36-51
  4.4 本章小结  51-52
5 变威力武器准两相流内弹道软件的编制  52-57
  5.1 概述  52-53
  5.2 内弹道计算软件设计及数据处理  53-57
    5.2.1 内弹道计算软件设计流程图  53-54
    5.2.2 内弹道计算软件界面  54-55
    5.2.3 内弹道计算数据处理  55-57
6 总结与展望  57-58
  6.1 总结  57
  6.2 展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录  62

变威力发射膛内准两相流场研究

内容摘要

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