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子母弹分离CFD技术国内外研究现状

时间:2019-10-13 20:22来源:毕业论文
国外对子母弹分离CFD技术的研究始于上世纪80年代初[2],初期对子母弹的数值模拟程序是由计算存贮舱从飞行器上分离的程序修改而来的,对有三个舱段的子母弹进行了数值模拟,并与试

国外对子母弹分离CFD技术的研究始于上世纪80年代初[2],初期对子母弹的数值模拟程序是由计算存贮舱从飞行器上分离的程序修改而来的,对有三个舱段的子母弹进行了数值模拟,并与试验结果进行对比,数值模拟结果与试验结果拟合较好。1987年Singh K P和Prahlad T S[3]采用重叠网格技术,利用Euler方程对无粘超音速捆绑式推进器流场进行了数值模拟,对其气动载荷、表面压力进行了分析,数值模拟结果与试验结果符合较好,表明重叠网格技术很稳定,并且能精确地获取推进器上非粘流场的主要显著特征。1988年Perkins SC和Dillenius M F E[4]采用MICOM和NEAR(1986)计算机程序,对在母弹近区分离后的子弹气动特性进行了研究。NEAR采用超音速线性化理论构造模型;MICOM模型中采用了逆解母弹弹体空腔当量流线的方法,对母弹流场进行非线性修正,可以更精确地模拟带空腔的弹体流场。与试验数据比较,证明该方法可以用来计算打开舱体抛出的子弹气动力。该方法对马赫数1.2取得了较好的模拟结果。1995年Gorder David A和Est Brian E[5]在外挂物分离算法程序的基础上,编写出适合超声速子母弹抛撒气动预估的工程算法程序SMDC3,对马赫数2.5超声速来流进行了数值模拟,得到了与试验结果相符合的计算结果。从文献[6]可知,美国军事试验室有采用Euler模型分析多体分离的系统和基于雷诺平均N-S方程的多体分离CFD分析系统,这两个分析系统用来对风洞试验测试技术和测试结果进行评估,并利用重叠网格技术和Euler模型建立的分析系统对马赫数1.8子母弹分离流场进行了分析。1999年Edge Harris L和Sahu Jubaraj[7]等采用重叠网格技术,求解N-S方程对低超音速子母弹分离组成的多体系统进行了数值计算。计算了马赫数为1.2、子弹攻角 =0°在不同位置时子母弹流场,计算结果显示了包括激波干扰在内的流场细节特征,且经对比分析数值模拟结果与试验结果较符合。1999年Cavallo Peter A和Lee Robert A[8]采用非结构网格局部重构动网格方法,利用TVD有限体积法对采用k-ε湍流模型的N-S方程进行求解,并利用并行计算技术对子母弹分离进行了数值模拟,数值模拟结果与试验结果符合较好。40963
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    国内对子母弹分离干扰气动特性数值算法研究较早的是林靖明[1,9],他在1998年采用重叠网格技术对计算区域划分网格,利用NND显式差分格式离散求解三维Euler方程,研究了母弹激波对子弹气动特性及飞行姿态的影响。北京空气动力研究院张玉东、纪楚群[10-13]对子母弹分离数值算法进行了较系统的研究,2002年发展了分区拼接网格技术,采用Godunov有限体积法离散Euler方程对多体组合复杂流场进行了模拟;2003年以分区拼接网格数值模拟方法为基础,通过气动方程和弹道方程联立求解,数值模拟了子弹从母弹分离并穿越激波的过程,研究了子母弹干扰流场气动特性;2006年发展建立了用于研究多体分离的非定常流场数值模拟方法,采用网格弹性变形的结构网格动网格技术,利用Godunov有限体积法求解ALE方程,与刚体运动方程耦合,研究了子弹穿越母弹头部激波的分离过程。论文网
刘君、郭正[14]等采用非结构网格、NND有限体积格式求解二维Euler方程对抛撒过程中子母弹相互干扰形成的流场进行了数值模拟,计算获得了子母弹不同相对位置时的流场结构。2002年郭正[15]在其博士论文中采用非结构动网格技术求解Euler方程对高超音速飞行器助推器分离过程进行了模拟。2004年张来平[16]利用结构和非结构的混合网格、NND有限体积格式求解Euler方程,利用准定常假设数值模拟了子母弹分离过程。以上数值模拟计算中只有张来平做的数值计算考虑了子弹抛出后母弹的外形变化,子弹抛出后弹舱内中心处为一圆柱形中心弹架。2009年陶如意[17]在博士论文中分别结合风洞试验和数值模拟的方法,分析了带有弹巢子母弹分离、子弹同时抛撒、子弹按时序抛撒的气动状态,给出最佳的抛撒模式。2011年陶如意[18]对时序抛撒子母弹多体干扰和超音速子母弹激波干扰的气动特性做了进一步的研究,得出只有选择合适的抛撒时序,才能改善散布面积、提高毁伤效能和激波干扰使气流方向发生变化,并形成变化复杂的压力、速度分布区域的结论。2013年李鹏[19]运用非结构动态网格技术子母弹分离过程进行CFD计算,得出了子弹和母弹之间有着较强的气动干扰,初始攻角和抛撒速度对子弹分离的轨迹影响明显的结论。 子母弹分离CFD技术国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20191013/40839.html
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