本文以二級(jí)輕氣炮為工程研究背景,建立二級(jí)輕氣炮的內(nèi)彈道數(shù)學(xué)物理模型,并對(duì)其內(nèi)彈道過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì),主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）根據(jù)二級(jí)輕氣炮的發(fā)射特點(diǎn),采用經(jīng)典內(nèi)彈道模型描述藥室內(nèi)火藥燃燒狀況和活塞運(yùn)動(dòng),同時(shí)采用一維非定�？蓧嚎s流動(dòng)模型描述輕氣室內(nèi)的氣體流動(dòng)狀態(tài)和彈丸運(yùn)動(dòng),并通過(guò)活塞的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將兩者耦合到一起,從而建立二級(jí)輕氣炮發(fā)射過(guò)程的內(nèi)彈道數(shù)學(xué)模型。（2）藥室部分基本方程組選用四階Runge-Kutta法數(shù)值求解,輕氣室部分控制方程組選用二階MacCormack格式數(shù)值求解,二者交替計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)30mm/120mm二級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道過(guò)程的數(shù)值仿真,仿真結(jié)果較好地驗(yàn)證了所建模型的合理性。（3）改變裝藥量、初始注氣壓力、活塞質(zhì)量、彈丸質(zhì)量、活塞起動(dòng)壓力以及彈丸起動(dòng)壓力等發(fā)射參數(shù),分析不同發(fā)射參數(shù)的變化對(duì)二級(jí)輕氣炮發(fā)射性能,尤其是對(duì)彈丸炮口初速的影響,為二級(jí)輕氣炮的參數(shù)設(shè)計(jì)和發(fā)射性能的提高提供了理論依據(jù)。（4）在此基礎(chǔ)上,在藥室和輕氣室最大壓力限制的約束條件下,以彈丸最大炮口初速為目標(biāo)函數(shù),以火藥裝藥量、初始注氣壓力和活塞質(zhì)量作為設(shè)計(jì)變量,建立二級(jí)輕氣炮的內(nèi)彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。采用... 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況
        1.2.1 輕氣炮國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
2 二級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道過(guò)程
    2.1 引言
    2.2 二級(jí)輕氣炮的炮膛結(jié)構(gòu)
    2.3 二級(jí)輕氣炮的工作原理和發(fā)射過(guò)程
    2.4 本章小結(jié)
3 二級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道建模及數(shù)值仿真
    3.1 引言
    3.2 二級(jí)輕氣炮藥室部分內(nèi)彈道模型
        3.2.1 數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 藥室內(nèi)彈道模型數(shù)值計(jì)算方法
        3.2.3 藥室內(nèi)彈道模型的初邊值條件
    3.3 二級(jí)輕氣炮輕氣室部分一維氣動(dòng)力模型
        3.3.1 數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 一維氣動(dòng)力模型方程簡(jiǎn)化處理
        3.3.3 一維氣動(dòng)力模型數(shù)值計(jì)算方法
        3.3.4 一維氣動(dòng)力模型的初邊值條件
        3.3.5 網(wǎng)格處理
        3.3.6 人工粘性項(xiàng)的加入
        3.3.7 截面濾波
    3.4 實(shí)驗(yàn)對(duì)比
    3.5 數(shù)值仿真結(jié)果及分析
    3.6 本章小結(jié)
4 不同因素對(duì)二級(jí)輕氣炮發(fā)射性能的影響
    4.1 引言
    4.2 火藥裝藥量
    4.3 泵管初始注氣壓力
    4.4 活塞質(zhì)量
    4.5 彈丸質(zhì)量
    4.6 活塞起動(dòng)壓力
    4.7 彈丸起動(dòng)壓力
    4.8 本章小結(jié)
5 基于遺傳算法的二級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 二級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
        5.2.1 建立優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)方程組
        5.2.2 選取設(shè)計(jì)變量
        5.2.3 建立約束條件
        5.2.4 確定目標(biāo)函數(shù)
    5.3 遺傳算法簡(jiǎn)介
        5.3.1 遺傳算法基本思想
        5.3.2 遺傳算法基本要素
    5.4 實(shí)數(shù)編碼遺傳算法的實(shí)現(xiàn)流程
        5.4.1 編碼及群體初始化
        5.4.2 群體適應(yīng)度評(píng)價(jià)
        5.4.3 選擇操作
        5.4.4 交叉操作
        5.4.5 變異操作
        5.4.6 算法終止判別
    5.5 基于遺傳算法的二級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道優(yōu)化結(jié)果與分析
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]NASA二級(jí)輕氣炮設(shè)備簡(jiǎn)介[J]. 王東方,肖偉科,龐寶君.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2014(04)
[2]二級(jí)輕氣炮發(fā)射過(guò)程內(nèi)彈道數(shù)值計(jì)算研究[J]. 黃潔,梁世昌,李海燕,柳森.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[3]點(diǎn)火過(guò)程和初始條件對(duì)燃燒輕氣炮內(nèi)彈道性能的影響[J]. 鄧飛,張相炎,劉寧.  爆炸與沖擊. 2013(05)
[4]雙束燃?xì)馍淞髋c整裝式液體裝藥相互作用的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬[J]. 薛曉春,余永剛,張琦.  兵工學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]燃燒輕氣炮發(fā)射藥成分對(duì)內(nèi)彈道性能的影響分析[J]. 鄧飛,劉寧,張相炎.  彈道學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]超高速正撞擊濺射物實(shí)驗(yàn)與仿真研究[J]. 鄭偉,龐寶君,彭科科,林敏,傅翔.  高壓物理學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]超高速撞擊實(shí)驗(yàn)的三級(jí)壓縮氣炮技術(shù)[J]. 林俊德,張向榮,朱玉榮,劉文祥.  爆炸與沖擊. 2012(05)
[8]采用模式搜索法對(duì)軌道炮重要參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉文,張海軍,白象忠,張立功.  火炮發(fā)射與控制學(xué)報(bào). 2012(03)
[9]混合裝藥內(nèi)彈道性能優(yōu)化及應(yīng)用[J]. 李克婧,張小兵.  火炸藥學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]高階近似黎曼解模型在火炮內(nèi)彈道兩相流中的應(yīng)用研究[J]. 程誠(chéng),張小兵.  兵工學(xué)報(bào). 2011(10)

碩士論文
[1]三級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道過(guò)程數(shù)值仿真與參數(shù)優(yōu)化[D]. 肖元陸.南京理工大學(xué) 2014
[2]埋頭彈火炮內(nèi)彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬[D]. 李煒.南京理工大學(xué) 2013
[3]再生式液體炮內(nèi)彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬[D]. 鞠曉瀅.南京理工大學(xué) 2013
[4]二級(jí)輕氣炮超高速撞擊實(shí)驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)研究[D]. 鄧云飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]二級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道仿真研究[D]. 馮福全.南京理工大學(xué) 2008
[6]二級(jí)輕氣炮內(nèi)彈道過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真[D]. 劉海明.南京理工大學(xué) 2006
[7]25mm口徑超高速發(fā)射器的內(nèi)彈道性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 平新紅.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005



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