燃气导流器的流动特性数值分析

论文摘要

现代战争的战场环境越来越恶劣,车载武器系统具有着较高的机动性、隐蔽性和防护性,因而有着广泛的应用前景和发展空间。然而现代武器对车载发射装置的性能和功能也提出了更高的要求,其要求能够经受高速高温的燃气射流的重复冲击,并且结构强度满足要求,有优良的气动性能和抗烧蚀性能,本文采用流体力学的数值模拟和理论分析相结合的方法,将这些有机结合对燃气导流器流动特性开展数值模拟。本文主要基于计算流体力学理论（CFD）,使用有限体积法求三维N-S方程,对火箭燃气射流的特性进行数值分析,数值方法对导流盘气动外形的设计和研究奠定理论基础,为导流盘的结构和性能的提高提供了有可行的参考依据,对导流盘的设计改进有重要的参考意义。其主要内容包括：（1）基于合理的简化假设,建立合理的燃气流动物理数学模型。（2）通过不同算例的计算,将结果与实验对比,验证数值方法的有效性。（3）数值模拟计算不同形式的导流器,并将数值结果进行对比、分析。（4）着重对燃气流的运动规律和发射装置受到的冲击力进行了分析,为车载发射系统的结构改进和导流防护措施研究提供一定的理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 燃气射流数值模拟发展概述
• 1.3 计算流体力学理论的现状
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 2 物理模型建立
• 2.1 发射装置分类
• 2.2 垂直发射装置
• 2.3 发射台
• 2.3.1 发射台的作用和要求
• 2.3.2 发射台的基本结构形式和组成
• 2.4 燃气流导流器
• 2.4.1 导流器的形式
• 2.4.2 导流器性能要求
• 2.4.3 双面楔形导流器
• 2.4.4 四面锥形导流器
• 2.4.5 导流器方案选择
• 3 燃气流特性分析及数学模型
• 3.1 燃气流特性分析
• 3.2 燃气射流流动结构
• 3.3 超音速射流流动结构
• 3.4 燃气流的冲击力
• 4 数值方法
• 4.1 基本守恒律的数学描述
• 4.2 有限体积法
• 4.3 控制方程和计算区域的离散
• 4.4 边界条件和初始条件
• 4.5 数值模拟与实验对比验证
• 4.6 本章小结
• 5 导流器方案对比分析
• 5.1 双面导流方案计算
• 5.1.1 冲击流场等值线图
• 5.1.2 双面导流器压强和温度分布
• 5.1.3 双面导流器冲击力曲线
• 5.2 单面导流方案计算
• 5.2.1 冲击流场等值线图
• 5.2.2 单面导流器压强和温度分布
• 5.2.3 单面导流器冲击力曲线
• 5.3 组合导流方案计算
• 5.3.1 冲击流场等值线图
• 5.3.2 组合导流器压强和温度分布
• 5.3.3 组合导流器冲击力曲线
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献