某战斗部实验模型设计与气动力特性研究

摘要

中小口径舰炮武器系统是舰艇末端防御的重要手段，越来越受到世界各国海军的重视。战斗部在飞行过程中受力情况复杂，在弹箭设计的初期阶段和末期靶场试验中，都需要对战斗部的气动力特性进行研究。特别是对于防空战斗部，其所处的海拔高度不同，标准大气的相关参数也不同。过去的试验、工程算法等方法对于压强、密度、粘性系数等参数对气动力特性影响的研究比较困难。
　　本文基于舰炮用某型防空战斗部，对其外弹道运动过程中的气动力特性进行研究。首先利用相似原理，通过对绕流流场与计算流体力学控制方程的分析，研究战斗部与战斗部模型的相似准则，并设计风洞实验所用的战斗部模型。其次，设计正交试验方案，利用FLUENT软件对战斗部进行数值仿真，研究大气压强、密度、粘性系数、马赫数、攻角等因素对阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数等气动力系数的影响。再次，结合正交试验的分析结果确定气动力的影响因素，设计均匀试验方案，并进行数值仿真，使用量纲分析的方法得到战斗部的阻力、升力、俯仰力矩的数学表达式。最后，使用外弹道计算软件计算战斗部在不同高度中的外弹道诸元，再结合在不同高度的压强、大气密度、粘性系数等大气参数，利用数值仿真研究战斗部在飞行过程中的气动特性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 本文的理论基础

第2章 战斗部风洞试验的模型设计

2.1 MAF风洞和六分量天平

2.2战斗部绕流流场流动的相似

2.3战斗部的气动相似参数

2.4战斗部模型设计

第3章 数值仿真方法与坐标系及参考基

3.1建模与仿真软件的介绍

3.2流体基本控制方程

3.3 常用坐标轴系及参考基

3.4作用于战斗部的静态空气动力和力矩

第4章 战斗部气动力系数的数值仿真与气动特性分析

4.1空气动力系数的表达式

4.2气动力系数数值仿真正交方案设计

4.3模型及计算域网格

4.4正交设计的数值仿真结果与气动力系数分析

第5章 基于量纲分析法的战斗部气动力计算

5.1物理量的选择

5.2 量纲表达式的建立

5.3量纲表达式的处理

5.4均匀试验设计方案

5.5数值模拟结果与量纲表达式的处理以及回归方程的验证

5.6回归方程可靠性检验

第6章 防空战斗部在不同高度中气动力研究

6.1 战斗部质点外弹道计算

6.2 数值仿真方案及结果分析

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和获得的科研成果

致谢