仿生彈藥是一種受生物啟發(fā)的小型化自主式彈藥,除可以殺傷特定目標(biāo)外,還可以完成近距離情報(bào)、監(jiān)視以及監(jiān)察任務(wù)。與常規(guī)彈藥相比,它的優(yōu)勢(shì)不在于某個(gè)單一裝備的毀傷性能,而在于其可以通過(guò)常規(guī)武器平臺(tái)攜帶,遠(yuǎn)距離、大批量地快速進(jìn)入戰(zhàn)場(chǎng),進(jìn)入常規(guī)彈藥無(wú)法進(jìn)入的房屋、機(jī)庫(kù)、掩體、山洞等目標(biāo)內(nèi),在敵人要害區(qū)域機(jī)動(dòng)使用,對(duì)目標(biāo)要害部位、核心人員等實(shí)施全方位超近距離精確打擊,使敵人防不勝防,完成常規(guī)彈藥無(wú)法完成的作戰(zhàn)任務(wù)。它可以不采用傳統(tǒng)動(dòng)力或彈道飛行,而是像鳥(niǎo)類、魚(yú)類、昆蟲(chóng)、蛇類一樣在復(fù)雜的環(huán)境中作機(jī)動(dòng)。本文以某仿鳥(niǎo)型的仿生彈藥為研究對(duì)象,其尺寸中型鳥(niǎo)類相當(dāng),采用撲翼的仿生飛行模式,飛行速度較低,屬于低雷諾數(shù)流動(dòng)的問(wèn)題。在此背景下,主要的研究?jī)?nèi)容如下：a)在對(duì)撲翼飛行的機(jī)理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,建立簡(jiǎn)化的三維剛性撲翼模型,采用FLUENT計(jì)算流體力學(xué)軟件,應(yīng)用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),對(duì)其非定常流場(chǎng)以及氣動(dòng)特性進(jìn)行研究,同時(shí)考慮了不同的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(翅翼?yè)鋭?dòng)幅值和撲動(dòng)頻率)、來(lái)流參數(shù)(來(lái)流速度和來(lái)流攻角)對(duì)該仿生彈藥升力系數(shù)、阻力系數(shù)和俯仰力矩系數(shù)的影響；b)考慮翅翼的柔性變形,采用流固耦合方法,將計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)與...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 課題的研究背景與意義
    1.2 仿生彈藥技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 仿生彈藥簡(jiǎn)介
        1.2.2 仿生彈藥國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 仿生彈藥國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 撲翼型仿生彈藥的研究進(jìn)展
        1.3.1 撲翼飛行器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 撲翼飛行器氣動(dòng)特性研究方法
    1.4 本文主要工作
2 剛性翅翼結(jié)構(gòu)的某仿生彈藥前飛時(shí)的氣動(dòng)特性研究
    2.1 引言
    2.2 撲翼飛行機(jī)理的研究
        2.2.1 鳥(niǎo)翼的結(jié)構(gòu)
        2.2.2 鳥(niǎo)類前飛時(shí)的姿態(tài)和撲動(dòng)頻率
        2.2.3 鳥(niǎo)類產(chǎn)生升力和推力的機(jī)理
    2.3 剛性撲翼的數(shù)學(xué)物理模型及數(shù)值求解方法
        2.3.1 剛性撲翼的數(shù)學(xué)物理模型
        2.3.2 控制方程組
        2.3.3 初始條件和邊界條件
        2.3.4 計(jì)算網(wǎng)格的生成以及動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)
    2.4 計(jì)算結(jié)果分析
        2.4.1 剛性撲翼前飛時(shí)的升阻力
        2.4.2 剛性撲翼前飛時(shí)的繞流流場(chǎng)
    2.5 各參數(shù)對(duì)剛性撲翼氣動(dòng)特性的影響
        2.5.1 撲動(dòng)幅值的影響
        2.5.2 撲動(dòng)頻率的影響
        2.5.3 來(lái)流速度的影響
        2.5.4 來(lái)流攻角的影響
    2.6 本章小結(jié)
3 柔性翅翼前飛時(shí)的氣動(dòng)特性分析
    3.1 引言
    3.2 柔性撲翼模型
    3.3 流固耦合控制方程
        3.3.1 流體控制方程
        3.3.2 固體控制方程
        3.3.4 流固耦合方程
        3.3.5 流固耦合控制與數(shù)據(jù)傳遞
    3.4 三維柔性撲翼前飛時(shí)的流固耦合計(jì)算
        3.4.1 三維柔性撲翼的運(yùn)動(dòng)模型
        3.4.2 流固耦合仿真體系的建立
        3.4.3 固體區(qū)域的設(shè)置
        3.4.4 流體區(qū)域的設(shè)置
        3.4.5 耦合方式設(shè)置
    3.5 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        3.5.1 柔性撲翼前飛時(shí)產(chǎn)生的升阻力
        3.5.2 柔性撲翼前飛時(shí)周圍的流場(chǎng)
    3.6 本章小結(jié)
4 某仿生彈藥六自由度飛行過(guò)程數(shù)值仿真
    4.1 引言
    4.2 某仿生彈藥的坐標(biāo)系表示以及轉(zhuǎn)換
        4.2.1 坐標(biāo)系表示
        4.2.2 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
    4.3 作用在彈體上的力與力矩
        4.3.1 作用在彈體上的力
        4.3.2 作用在彈體上的力矩
    4.4 某仿生彈藥運(yùn)動(dòng)方程組的建立
        4.4.1 動(dòng)力學(xué)方程
        4.4.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        4.4.3 幾何關(guān)系方程
    4.5 某仿生彈藥飛行過(guò)程數(shù)值模擬仿真
        4.5.1 數(shù)值仿真模型
        4.5.2 數(shù)值計(jì)算方法
        4.5.3 仿真結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)束語(yǔ)
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 問(wèn)題與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3771387