水下高速运动体弹道仿真

论文摘要

本论文总结分析了各种相关的空泡理论,应用fortran语言编制了水下高速运动体的仿真程序。此仿真程序对于在水下依靠惯性或常推力作用的高速运动体的弹道有预测功能,因此可以很好的协助高速运动体的水下实验。并为编制水下高速运动体的三维弹道仿真及有控高速运动体水下弹道仿真做下基础。具体内容为给出水下运动体的平面运动动力学方程,结合水下高速运动体的受力特点给出模型的受力分析。算出了模型的几何参数及动力学参数。应用四阶龙格库塔法求解水下运动体的平面微分方程组。计算得出水下高速运动体的路径、速度、各个阶段的空泡形状及相似参数值。应用程序给出了在不同初始干扰下的弹道及各种相关参数,从中可以得出各种初始干扰因素的作用效果。从而可以在试验中有目的减少有害干扰,增加对试验有利的初始干扰。文中提出了六自由度弹道仿真的思路,并分析了它与三自由度弹道仿真的异同,为以后继续深化本方面的弹道仿真做下了铺垫。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 超空泡国内外发展概况
• 1.2 水下弹道研究的背景、目的和意义
• 1.3 水弹道研究现状
• 1.4 本论文的工作
• 第2章 超空泡基本理论
• 2.1 绕空泡的流动
• 2.2 空泡阶段的划分
• 2.3 空化类型
• 2.4 超空泡的参数
• 2.4.1 超空泡流的主要参数
• 2.4.2 超空泡流的基本相似参数
• 2.5 本章小结
• 第3章 水下高速运动体弹道仿真基础
• 3.1 仿真程序中参数使用的假定和限制
• 3.2 程序中使用的坐标系
• 3.3 模型几何和动力学参数计算
• 3.3.1 模型几何参数的计算
• 3.3.2 模型动力学参数计算
• 3.4 本章小结
• 第4章 水下高速运动体弹道仿真理论
• 4.1 超高速运动体的动力学方程
• 4.2 运动体所受的水动力分析
• 4.2.1 作用在空化器上的力
• 4.2.2 滑行力的计算
• 4.2.3 沾湿部分的摩擦力及重力
• 4.3 空泡形状计算
• 4.3.1 稳定空泡形状计算
• 4.3.2 不稳定空泡形状的计算
• 4.4 间隙分布的计算
• 4.5 仿真结果及分析
• 4.6 水下高速运动体6自由度弹道仿真
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢