超聚能射流数值模拟的初步研究.pdf

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1、超聚能射流数值模拟的初步研究王淦龙2015年1月中图分类号：TJ413UDC分类号：623.4超聚能射流数值模拟的初步研究作者姓名王淦龙学院名称机电学院指导教师张连生副研究员答辩委员会主席刘彦教授申请学位工学硕士学科专业力学学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ElementaryStudyofNumericalSimulationonHypercumulationCandidateName：GanlongWangSchoolorDepartment:MechatronicalEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.Liangsh

2、engZhangChair,ThesisCommittee：Prof.YanLiuDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicsEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料

3、。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要由于聚能装药爆炸产生的聚能射流具有很强的侵彻穿透能力，在军事和民用领域中都发挥着重要作用，随着各种新型防护装甲的快速发展，对传统反装甲技术的要求越来越高。俄罗斯科学家利用数值模拟方法，通过对药型罩几何形状及装药结构进行改进，研究出多种超聚能装药结构，首次提出超聚能射流的定义，并对其现象进行详细阐述。由于超聚能射流具有较高速度、较大的药型罩利用率以及较高的动能，因此现阶段开展超聚能装药的研究具有现实意义。首先利用文献提供的材料参数对传统聚能装

4、药进行数值计算，通过模拟结果与文献中实验结果的分析证明模拟方法的可行性。再采用相同条件对超聚能装药进行数值模拟，根据两组模拟结果，进一步分析比较射流形态、头尾速度、速度梯度以及能量等参量。在此基础上，分别模拟仿真了截顶辅助药型罩结构和喷射结构装药的爆轰波传播及药型罩压垮过程，得到了超聚能射流速度、药型罩分布及头部速度变化规律；结合不同放大比的超聚能装药模型，对三组模拟结果及方法进行了分析对比，证实了相似律在应用范围内的适用性。在合理装药结构下获得更高速度和更大动能对超聚能优化设计具有一定的研究价值。以截顶辅助药型罩结构为研究对象，结合数值模拟方法对该装药结构在不同长径比、不同药型

5、罩锥角和不同辅助药型罩尺寸下形成的超聚能射流速度和能量变化规律进行了分析。最后，提出截顶辅助药型罩结构优化方案并进行模拟仿真，优化后形成的超聚能射流在速度和动能方面都有明显提高。关键字：超聚能射流；截顶辅助药型罩结构；喷射结构；药型罩；数值模拟I北京理工大学硕士学位论文AbstractIt’swellknownthattheshapedchargejetiswidelyusedinmanymilitaryandcivilianfieldsforgoodpenetrationperformance.Withtherapiddevelopmentofthenewprotectivea

6、rmor,thetraditionaltechnologydemandofanti-vehicleissupposedtobeimprovedurgently.Russianscientistsworkedoutmanystructuresofthehypercumulationbychangingthefiguresandstructuresoftheshapechargewithnumericalsimulationmethod.Finally,thehypercumulationisdefinedanddescribedtheprocedureiselaborated.Du

7、etojetsofthehypercumulationwithhighspeed,excellentutilizationandhighkineticenergy,itisessentialtoinvestigatethehypercumulation.Firstly,thenumericalcalculationofthetraditionalshapedchargewasbasedonmaterialparametersfromtheliterature.Fromthecom