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摘要本文基于计算流体力学控制方程和751自由度刚体运动方程，利用Fluent动网格技术，对飞行速度为2马赫的子母弹抛撒分离的动力学过程进行数值研究。研究结果详细地显示了子弹从母弹上分离的过程，揭示了在分离过程中因分离速度和角速度的不同而产生的子弹与母弹相撞、子弹越过母弹激波成功分离和子弹翻滚失稳三种运动状态。对于三文情形下，研究表明在子弹分离过程中，母弹激波高压区对子弹升阻力系数的影响较为明显。在子弹进入激波高压区和越过激波时，升阻力系数增大的速度都有显著提高。来流攻角的出现有利于子弹的径向分离但不利于子弹的飞行稳定。40963
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关键词 子母弹 抛撒分离 数值模拟 动网格 流场 升阻力
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Investigation of separation of cluster munition
Abstract
Based on the coupling of the governing equations of fluid dynamics and rigid body motion equations of six degree of freedom(6DOF),with the use of fluent dynamic mesh technique,the separation process of cluster munition at Mach 2 is numerically simulated.The numerical results clearly show the separation process of bullets from mother bombs.The separation process can be pided into three motion states due to the different separation velocity and angular velocity of the bullet from mother bombs as the collision between bullets and mother bombs、the flying of bullets over mother bombs’ shock wave and the roll of bullets with instability.Under 3D case, the results show that in the separation process of bullets,the high-pressure zone after the mother bombs shock wave has more effects on the lift and drag coefficient of bullets obviously.When bullets fly into the high-pressure region and over the shock wave successfully,the lift and drag coefficient increases significantly.The attack angle of the mother bombs promotes the radial separation of the bullet but reduces the flight stability.
Keywords cluster munition separation numerical simulation dynamic mesh flow field lift-drag force
目 次
1 绪论 1
1.1 选题背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本文的主要内容 3
2 控制方程和数值求解方法 5
2.1 流体力学控制方程 5
2.1.1 Navier-Stokes 方程 5
2.1.2 Euler 方程 6
2.2 751自由度运动控制方程 7
2.3 数值求解方法 9
2.3.1 计算流体控制方程求解方法 9
2.3.2 751自由度运动控制方程求解方法 12
2.3.3 流体控制方程和751自由度运动方程耦合求解 13
3 子母弹抛撒分离二文动力学过程 15
3.1 计算模型和网格的建立 15
3.2 计算结果和讨论分析 16
3.2.1子弹与母弹相撞 16
3.2.2子弹越过母弹激波 17
3.2.3子弹翻滚失稳 18
4 子母弹抛撒分离三文动力学过程 21
4.1 计算模型和网格的建立 21
4.2 子母弹模型稳态流场的计算 23
4.3 抛撒分离非稳态过程的计算 25
4.4 母弹不同初始攻角的分离过程的比较 27
结论 31
致谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1 选题背景和意义
在现代战争中，子母弹武器系统具有性价比高、灵活性强、通用性好且能有效实现大纵深、大面积打击多目标的特点，得到世界各国的认可，并受到广泛应用。世界著名的子母弹武器有美国CBU-87、CBU-97、CBU-105、法国“阿帕奇”、德国DWS39布撒器等。大量的实战应用体现了子母弹在摧毁敌方战略目标和杀伤对方有生力量方面起到了关键性的作用。
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