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探究流体力学火炮制退机流场数值模拟经典

收藏本文 2024-02-22 点赞:5577 浏览:16296 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:制退机是火炮反后坐装置的重要部分,它在火炮发射历程中产生给定规律的阻力来消耗火炮后坐运动的能量,制约后坐运动的规律。制退机性能直接影响着射击的稳定性和可靠性。本论文主要目的是探讨火炮制退机内湍流流场运动情况及对节制环的磨损情况。主要内容有:1、本论文以计算流体力学为论述基础,建立了制退机二维模型,简化了节制杆尺寸和调速筒内部结构。网格划分进行分块,在制退机结构复杂的地方采取非结构化网格,其余的采取结构化网格,有利于数值仿真。2、分别建立等直径节制杆式制退机和变直径节制杆式制退机两种模型,根据火炮制退机后坐实验数据编写Profile文件,利用动网格驱动运动边界运动,利用计算流体力学软件FLUENT进行数值模拟。数值模拟浅析两种模型下制退机内部流场的运动情况。计算制退机的液压阻力系数。3、利用多相流模型对等直径节制杆式制退机内部流场进行了空化现象探讨,得到了制退机流场的速度、压力和流线图等,通过对数据浅析,根据制退机流场速度分布图可以看出制退液在非工作腔的射流情况,计算了制退机的液压阻力系数。4、由于制退机内高速射流和液流的空化导致的空蚀现象会引起节制环的磨损,初步浅析了节制环表面磨损微观机理,为后面的节制环磨损进一步探讨作一些铺垫。关键词:制退机论文流场论文计算流体力学论文动网格论文空化论文节制环论文磨损论文

    摘要3-4

    Abstract4-5

    目录5-8

    1 绪论8-11

    1.1 课题探讨背景及作用8

    1.2 火炮制退机内流场的探讨近况8-10

    1.3 本论文主要工作10-11

    2 流体力学基础及制退机概述11-26

    2.1 流体力学基础11-15

    2.1.1 流体力学制约方程11-13

    2.1.2 湍流模型13-15

    2.2 计算域离散化概述15-17

    2.2.1 计算域离散化的目的15

    2.2.2 有限容积法15-16

    2.2.3 有限容积法的求解策略16-17

    2.3 SIMPLE计算程式17-18

    2.4 FLUENT软件包介绍18-22

    2.4.1 网格及网格划分软件GAMBIT18-19

    2.4.2 FLUENT介绍19-20

    2.4.3 求解策略20-22

    2.4.4 网格的边界条件22

    2.4.5 UDF功能22

    2.5 网格边界条件22-24

    2.5.1 动网格模型22-23

    2.5.2 交界面23

    2.5.3 壁面23-24

    2.6 火炮制退机概述24-25

    2.7 制退机流场网格划分25

    2.8 本章小结25-26

    3 制退机流场数值模拟26-41

    3.1 等直径节制杆式制退机流场数值模拟26-32

    3.1.1 制退机的模型化26-27

    3.1.2 制退机流场计算实例与网格布置27-29

    3.1.3 计算采取的数值策略29

    3.1.4 仿真结果浅析29-32

    3.1.5 结论32

    3.2 变直径节制杆式制退机流场数值模拟32-37

    3.2.1 制退机流场模拟的计算思路32

    3.2.2 几何模型及网格划分32-33

    3.2.3 计算采取的数值策略33

    3.2.4 仿真结果浅析33-37

    3.3 制退机液压阻力系数的探讨37-39

    3.4 不同截面形状的节制杆式制退机数值模拟比较39-40

    3.5 本章小结40-41

    4 考虑空化效应的制退机流场数值模拟41-54

    4.1 制退机中空化效应介绍41-43

    4.1.1 空化流动的特点41-42

    4.1.2 空化流动的数值模拟42-43

    4.2 制退机流场空化机理浅析43-44

    4.2.1 制退机内部的气核43-44

    4.2.2 后坐时制退机内的空化历程浅析44

    4.3 考虑空化效应的火炮制退机内部流场数值仿真44-51

    4.3.1 几何建模44-45

    4.3.2 网格划分45-46

    4.3.3 求解历程46-47

    4.3.4 仿真结果与浅析47-51

    4.3.5 结论51

    4.4 制退机液压阻力系数的探讨51-52

    4.5 忽略空化效应与考虑空化效应的说明52-53

    4.6 本章小结53-54

    5 火炮制退机节制环磨损机理探讨54-59

    5.1 节制环磨损54-55

    5.2 节制环空蚀磨损结果浅析55-56

    5.3 节制环表面磨损微观浅析56-58

    5.4 本章小结58-59

    6 总结与展望59-61

    6.1 工作总结59-60

    6.2 工作展望60-61

    致谢61-62

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