论文题目: 提高赤磷烟幕抗红外效能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 军事化学与烟火技术
作者: 朱晨光
导师: 潘功配
关键词: 赤磷,烟幕,扩散,红外,可见光,多相流动
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文研究了赤磷基烟幕云团的形成、扩散规律和动量输运，及其烟幕云团中不同尺度微粒的运动性质。依此，通过调整装药结构，提高烟幕云团的质量浓度，有效改善了赤磷烟幕弹在红外波段的遮蔽性能。 根据赤磷烟幕弹爆炸成烟时烟幕云团迅速膨胀和发烟剂碎块飞散时继续发烟的特点，建立了烟幕弹爆炸成烟的数学模型，实验验证了该模型的适用性，并利用该模型分析了爆炸成烟烟幕云团的形成规律。 对烟幕云团在空气中的扩散规律进行了研究。根据扩散方程的解析解法及烟幕云团的湍流扩散特性，建立了烟幕云团的湍流扩散模型；推导了烟幕有效遮蔽面积与遮蔽率、有效遮蔽时间及扩散系数的关系方程，并研究了烟幕云团在红外波段与可见光波段的扩散规律。 依据多相流动的理论分析了烟幕云团中微粒的动力学特性和动量输运过程。研究认为，烟幕微粒的运动状态主要决定于烟幕云团与微粒的相对速度和湍流强度。因而提出了改善赤磷烟幕弹在红外波段遮蔽能力的技术途径，并对以此设计的烟幕弹性能进行了分析。 提出了测试烟幕遮蔽性能的相对测量法，以及使有效遮蔽面积和遮蔽率相结合的小波分析法，从而能够综合地评估抗红外烟幕的性能。
论文目录:
中文摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外同类研究概况
1.2.1 国内外赤磷基抗红外发烟剂研究概况
1.2.2 国内外烟幕扩散模型研究概况
1.3 本文的主要研究工作
2 赤磷基烟幕云团的形成
2.1 赤磷烟幕弹装药结构与成烟机理
2.2 烟幕云团的膨胀模型
2.3 基于发烟片碎块运动轨迹的爆炸成烟物理模型
2.3.1 发烟片碎块运动轨迹模型
2.3.2 发烟片碎块燃烧速度
2.3.3 发烟剂燃烧速率模型分配
2.3.4 实验分析与模型校正
2.3.5 赤磷烟幕弹的爆炸成烟物理模型
2.3.6 对发烟片碎块的运动轨迹分析
2.4 本章小结
3 烟幕云团的扩散
3.1 扩散方程及其解法
3.1.1 扩散方程
3.1.2 扩散方程的齐次解
3.1.3 扩散方程的非齐次解
3.2 烟幕云团的湍流扩散方程及其应用
3.2.1 烟幕云团湍流运动的基本特征
3.2.2 烟幕云团湍流扩散方程
3.2.3 烟幕云团湍流扩散方程的应用
3.3 扩散方程在工程中的应用
3.3.1 瞬间点源烟幕扩散方程
3.3.2 用扩散方程评估烟幕的有效遮蔽时间
3.3.3 烟幕的红外与可见光两波段扩散规律的研究
3.4 本章小结
4 烟幕云团的多相流动与边界层效应
4.1 烟幕流动的概念与流体力学方程
4.1.1 烟幕流动的速度场与牛顿内摩擦定律简介
4.1.2 流体的动力学方程
4.2 烟幕微粒运动
4.2.1 烟幕微粒运动的阻力系数
4.2.2 烟幕微粒在空气中的自由沉降
4.2.3 烟幕微粒受到的空气阻力分析
4.2.4 满足斯托克斯理论的微粒直径与密度的变化关系
4.2.5 烟幕微粒在烟幕云团中的受力分析
4.2.6 烟幕终端沉降速度的使用条件
4.3 烟幕微粒的动量输运过程
4.3.1 烟幕云团的气—固多相流动的形成
4.3.2 烟幕云团中固体微粒与气体混合物的基本方程
4.3.3 燃烧成烟的烟幕云团上浮运动
4.4 贴近地面的烟幕云团的边界层流动
4.4.1 贴近地面的烟幕云团的运动
4.4.2 贴近地面的烟幕云团的边界层流动数学模型
4.4.3 关于速度分布的幂级讨论
4.5 本章小结
5 基于多相流动理论的抗红外烟幕设计
5.1 理论基础与设计思路
5.1.1 烟幕消光理论
5.1.2 烟幕微粒的形成条件
5.1.3 质量浓度与消光系数
5.1.4 高湍流强度烟幕云团的形成
5.1.5 设计思路
5.2 国内爆炸型烟幕弹存在的问题分析
5.2.1 赤磷烟幕弹缺点
5.2.2 组合装药烟幕弹的缺点
5.3 基于多相流动理论的抗红外烟幕设计
5.3.1 红外活性物质的选择
5.3.2 装药结构设计
5.4 基于多相流动理论设计的抗红外烟幕优点
5.4.1 红外波段形成的遮蔽面积
5.4.2 红外波段的遮蔽时间
5.4.3 烟幕湍流强度
5.4.4 与原赤磷烟幕弹结构工艺相同
5.4.5 后向散射率
5.5 基于多相流动理论的抗红外烟幕与原赤磷烟幕性能对比
5.6 基于多相流动理论的抗红外烟幕设计特点与注意事项
5.7 基于多相流动理论设计的抗红外烟幕的性能缺点
5.8 基于多相流动理论的抗红外烟幕设计的拓展
5.9 本章小结
6 红外遮蔽烟幕的测试方法研究
6.1 烟幕遮蔽率测试方法研究
6.1.1 衡量烟幕遮蔽能力的几种测试方法分析
6.1.2 热像仪简介
6.1.3 等效温度
6.1.4 红外烟幕遮蔽率的测试方法与条件
6.1.5 相对测量法
6.1.6 工程应用情况及计算
6.1.7 分析与讨论
6.2 小波分析法在红外烟幕面积评估中的应用
6.2.1 建立小波应用模式
6.2.2 基于小波分析原理的烟幕面积计算
6.2.3 讨论与应用
6.3 本章小结
7 结束语
致谢
参考文献
作者攻读博士期间发表论文情况
发布时间: 2006-12-06
参考文献
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