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膛口流场数值模拟与制退器性能研究
2024年
以两种不同结构制退器为研究对象,基于计算流体动力学方法,采用有限体积法进行数值离散,建立无制退器及不同方案制退器膛口流场数学物理模型进行数值模拟。两种制退器结构主要区别为内部腔室冲击棱,通过仿真探究膛口流场速度和压力等参数分布特性,分析制退器制退原理,研究后效期过程各制退器不同结构的受力情况。继而计算后效期过程制退器合力,得到各方案制退器制退效率。对不同方案制退器计算结果进行对比,研究得到以下结论:制退器内腔冲击棱通过改变火药气体流量分配以及自身受压提供作用力提高制退效果,制退器增设冲击棱后,制退效率从35.18%提升至53.35%,此研究为制退器结构设计提供了理论依据。
姜瑞洲曲普赵洪运
关键词:制退器膛口流场数值模拟
基于CFD仿真的炮口制退器性能影响因素研究被引量:2
2024年
目的 在降低火炮后坐力的同时,保证炮手区域超压和温度符合要求。方法 利用流体仿真软件进行炮口流场的数值模拟,对制退器性能影响因素进行仿真分析。根据分析结果,得到改进后的制退器模型,并进行仿真和试验对比。结果 加装侧孔外反射挡板和侧孔倾斜对制退器性能的影响较大,并随角度的变化而变化,加装吹孔能有效降低炮后超压和温度。改进后,制退器的效率提升8.33%,炮后超压值平均降低44.10 kPa,炮后温度值平均降低358.28 K。结论 改进后的制退器具有更高的制退效率以及较低的炮后超压值和温度值。
杨丽徐笑阳
关键词:炮口制退器炮口冲击波数值模拟声发射
不同结构炮口制退器对某两栖火炮底盘影响分析被引量:1
2024年
为研究不同结构炮口制退器对两栖火炮炮口流场影响,采用CFD技术,结合动网格技术对弹丸进行处理,采用三维非定常可压缩流动的Euler方程和Realizable k-ε湍流方程对炮口流场进行数值模拟。通过数值仿真得到了炮口流场对车体不同部位的超压分布规律,结果表明,在冲击式炮口制退器下舱盖前端面上棱位置横向压力,与舱盖前端面下棱横向压力均比反冲击式的压力高。在炮口下方位置车体上表面横向位置,t=1.0 ms左右,在冲击式炮口制退器下的超压值比反冲击式高约为0.8 MPa。研究结果对两栖火炮炮口底盘相关设计、制退器结构选择提供了数据依据。
郭立峰张琪孙锦涛卫一川
关键词:炮口制退器超压
Numerical and experimental investigation into the evolution of the shock wave when a muzzle jet impacts a constrained moving body
2024年
The gun-track launch system is a new special launch device that connects the track outside the muzzle.Because it is constrained by the track,the characteristics of development of the muzzle jet differ from those of the traditional muzzle jet.Specifically,it changes from freely developing to doing so in a constrained manner,where this results in an asymmetric direction of flow as well as spatio-temporal coupling-induced interference between various shock waves and the formation of vortices.In this background,the authors of this article formulate and consider the development and characteristics of evolution of the muzzle jet as it impacts a constrained moving body.We designed simulations to test the gun-track launch system,and established a numerical model based on the dynamic grid method to explore the development and characteristics of propagation of disturbances when the muzzle jet impacted a constrained moving body.We also considered models without a constrained track for the sake of comparison.The results showed that the muzzle jet assumed a circumferential asymmetric shape,and tended to develop in the area above the muzzle.Because the test platform was close to the ground,the muzzle jet was subjected to reflections from it that enhanced the development and evolution of various forms of shock waves and vortices in the muzzle jet to exacerbate its rate of distortion and asymmetric characteristics.This in turn led to significant differences in the changes in pressure at symmetric points that would otherwise have been identical.The results of a comparative analysis showed that the constrained track could hinder the influence of reflections from the ground on the muzzle jet to some extent,and could reduce the velocity of the shock waves inducing the motion of the muzzle as well as the Mach number of the moving body.The work here provides a theoretical basis and the requisite technical support for applications of the gun-track launch system.It also sheds light on the technical bottlenecks that need to be considered
Zijie LiHao WangChangshun ChenKun Jiang
炮口振动特性对自动炮射击精度的影响研究
2024年
为研究炮口振动特性对射击精度的影响,以某型自动炮为研究对象,对模型做出合理假设,分析自动炮系统各部件之间的约束关系,基于火炮发射多体动力学理论,考虑身管柔性、机构间隙等因素,建立了自动炮动力学仿真模型;通过火炮水平射击时后坐和复进的后坐力及后坐位移曲线,验证了仿真模型的准确性。对单发和连发射击时的自动炮动力学特性仿真模型进行仿真计算,得到了该自动炮单发及连发射击时的炮口动态特性。根据各发弹丸出炮口瞬间炮口振动特性,初步计算了千米立靶密集度。仿真结果及立靶密集度计算结果对火炮射击精度的提高和结构优化具有一定的参考价值。
王二亮刘丹王宏金高英任弘毅
关键词:虚拟样机建模立靶密集度射击精度
行进间炮口偏移状态光电测量技术研究
2024年
针对目前行进间炮口偏移状态测量缺乏手段的现状,提出了一种基于二维位置敏感探测器(PSD)的行进间炮口偏移状态测量方法。固定在炮尾的激光位置保持相对不变,光束方向指向固定在炮口的PSD中心位置。PSD随着炮口位置移动而发生变化,导致激光入射在PSD光敏面上的位置发生变化,由PSD的横向光电效应显示不同的位置坐标,达到测量炮口偏移状态的目的。结果表明,该方法可以实现行进间炮口偏移状态的实时精确测量,时间精度为2 ms,测量精度达到微米量级。
韩学锋贺文君王雯刘毅游亚军丑修建
关键词:激光位置敏感探测器行进间车载火炮
Research on simulation of gun muzzle flow field empowered by artificial intelligence被引量:1
2024年
Artificial intelligence technology is introduced into the simulation of muzzle flow field to improve its simulation efficiency in this paper.A data-physical fusion driven framework is proposed.First,the known flow field data is used to initialize the model parameters,so that the parameters to be trained are close to the optimal value.Then physical prior knowledge is introduced into the training process so that the prediction results not only meet the known flow field information but also meet the physical conservation laws.Through two examples,it is proved that the model under the fusion driven framework can solve the strongly nonlinear flow field problems,and has stronger generalization and expansion.The proposed model is used to solve a muzzle flow field,and the safety clearance behind the barrel side is divided.It is pointed out that the shape of the safety clearance under different launch speeds is roughly the same,and the pressure disturbance in the area within 9.2 m behind the muzzle section exceeds the safety threshold,which is a dangerous area.Comparison with the CFD results shows that the calculation efficiency of the proposed model is greatly improved under the condition of the same calculation accuracy.The proposed model can quickly and accurately simulate the muzzle flow field under various launch conditions.
Mengdi ZhouLinfang QianCongyong CaoGuangsong ChenJin KongMing-hao Tong
不同海拔高度炮口冲击波动态演化特性数值模拟研究
2024年
基于耦合的欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)法建立了“火药燃气-炮管/炮弹-空气”流固耦合模型,分别对低海拔(海拔高度0 m)、中海拔(海拔高度1000 m)、亚高海拔(海拔高度3000 m)和高海拔(海拔高度5000 m)环境下大口径火炮的发射过程进行了数值模拟,研究了海拔高度对炮口冲击波动态演化过程的影响机制。模拟结果表明,大口径火炮炮口冲击波动态演化过程具有显著的方向依赖性,炮口冲击波峰值压力随海拔高度的增加而降低,峰值压力与环境压力近似呈线性关系;形成于炮口制退器处的侧向冲击波主导了操炮人员典型作业区域(炮口后方3~5 m)的冲击波超压峰值,在不同海拔条件下进行火炮射击都可致操炮人员听觉器官发生损伤,并对非听觉器官造成威胁。因此,亟需提高操炮人员个体装备防护性能,从而形成对眼、耳、肺和脑等重要器官的有效保护。
康越马天王俊龙张逸之张文博韩笑栗志杰
关键词:炮口冲击波海拔高度
基于NOA-VMD的炮口冲击波谐振噪声降噪算法被引量:1
2024年
火炮发射时产生的炮口冲击波信号频谱范围广,受限于采集系统中压力传感器有效工作带宽导致采集过程引入大量谐振噪声。为了降低谐振噪声对炮口冲击波信号的影响,提出了一种基于星鸦优化算法(NOA)优化变分模态分解(VMD)的炮口冲击波谐振噪声降噪算法。首先以最小包络熵为适应度函数的NOA对VMD的分解模态数与惩罚因子参数进行优化;其次通过NOA-VMD算法对炮口冲击波信号进行分解,计算各分量谐振能量损失比筛选出谐振分量;最后对剩余信号分量进行重构得到去除谐振分量的炮口冲击波。实验结果表明,NOA寻优效果最佳,基于NOA-VMD算法有效降低谐振噪声对炮口冲击波信号的干扰。
杨浩越孟祥瑞鞠明池王英志
关键词:炮口冲击波
双管自动迫击炮齐射炮口流场分析
2024年
为分析双管自动迫击炮齐射时炮口流场对弹丸产生的影响,运用经典内弹道模型对迫击炮发射的膛内平均压力及弹丸速度进行计算,利用三维非定常Euler方程,采用动态分层技术的结构化动网格方法,处理弹丸运动引起的网格变化,建立炮口流场模型,对该双管速射迫击炮发射过程中炮口流场的变化进行数值模拟与分析。研究表明:弹丸出炮口后,火药燃气迅速膨胀,2个流场相互叠加干扰产生局部高压区域,并且相互叠加的流场使弹丸产生的侧向合力,最大侧向力达350.6 N,会对双管自动迫击炮齐射时的射击精度产生影响。
袁家绪王惠源渠慧娴于家辉王童语
关键词:齐射内弹道动网格

相关作者

胡桂梅
作品数:2被引量:10H指数:1
供职机构:中国白城兵器试验中心
研究主题:压力场 舰炮 炮口冲击波 三次样条函数 等压线
赖富文
作品数:25被引量:91H指数:6
供职机构:中北大学电子与计算机科学技术学院电子测试技术国家重点实验室
研究主题:测试系统 炮口 脉冲噪声 无线传输 炮口冲击波
张建宇
作品数:6被引量:23H指数:2
供职机构:中国白城兵器试验中心
研究主题:脉冲噪声 炮口 射速 弹丸 火炮