基于CFD仿真的炮口制退器性能影响因素研究

1

作者 杨丽 徐笑阳 《装备环境工程》 CAS 2024年第3期1-10,共10页

目的 在降低火炮后坐力的同时,保证炮手区域超压和温度符合要求。方法 利用流体仿真软件进行炮口流场的数值模拟,对制退器性能影响因素进行仿真分析。根据分析结果,得到改进后的制退器模型,并进行仿真和试验对比。结果 加装侧孔外反射... 目的 在降低火炮后坐力的同时,保证炮手区域超压和温度符合要求。方法 利用流体仿真软件进行炮口流场的数值模拟,对制退器性能影响因素进行仿真分析。根据分析结果,得到改进后的制退器模型,并进行仿真和试验对比。结果 加装侧孔外反射挡板和侧孔倾斜对制退器性能的影响较大,并随角度的变化而变化,加装吹孔能有效降低炮后超压和温度。改进后,制退器的效率提升8.33%,炮后超压值平均降低44.10 kPa,炮后温度值平均降低358.28 K。结论 改进后的制退器具有更高的制退效率以及较低的炮后超压值和温度值。 展开更多

关键词 炮口制退器 炮口流场 制退器效率 炮口冲击波 数值模拟 结构设计 声发射

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带有不同膛口装置的流场仿真分析 被引量：2

2

作者 王仲军 刘子龙 +1 位作者 王茂森 戴劲松 《兵工自动化》 2023年第3期9-14,共6页

针对火炮射击时炮口压力大而导致的振动问题,设计4种不同结构的膛口装置。通过将火药燃气引入装置内进行膨胀再排出的方式降低装置周围的压力,结合动网格技术对安装不同装置的膛口流场进行数值模拟,通过对比无装置时炮口周围压力的下降... 针对火炮射击时炮口压力大而导致的振动问题,设计4种不同结构的膛口装置。通过将火药燃气引入装置内进行膨胀再排出的方式降低装置周围的压力,结合动网格技术对安装不同装置的膛口流场进行数值模拟,通过对比无装置时炮口周围压力的下降程度来判定各装置的效果,并根据数值仿真结果对不同装置的降压效果进行分析。计算结果表明:与无装置时相比,安装膛口装置后炮口周围压力明显降低,对该装置结构的进一步设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 膛口装置 流场仿真 动网格

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一种降超压值的高效率身管装置流场分析

3

作者 刘帅君 戴劲松 +2 位作者 何福 林圣业 苏晓鹏 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2023年第1期99-106,共8页

炮口制退器是火炮上重要的减后坐力装置,可以有效降低后坐力和后坐位移。但随着炮口制退器制退效率的提高,炮口超压值带来的危害显著增大。针对某型高效率炮口制退器带来的炮口超压值过高的问题,提出一种基于封闭反射膨胀原理的身管装... 炮口制退器是火炮上重要的减后坐力装置,可以有效降低后坐力和后坐位移。但随着炮口制退器制退效率的提高,炮口超压值带来的危害显著增大。针对某型高效率炮口制退器带来的炮口超压值过高的问题,提出一种基于封闭反射膨胀原理的身管装置。采用N-S方程和k-e两方程模型,建立含弹丸的三维数值模型,应用动网格技术和用户自定义函数(UDF)模拟弹丸在发射过程中的运动。通过实验和仿真结果发现,安装炮口装置和身管装置的方案与只安装炮口装置的方案相比,在制退效率仅下降了3%的情况下能够实现监测点的超压峰值下降约60 MPa,为火炮减后坐力方法提供了新思路。 展开更多

关键词 流场仿真 封闭反射膨胀技术 炮口超压值 制退效率

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带膛口装置的流场数值模拟 被引量：18

4

作者 张辉 谭俊杰 崔东明 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2007年第2期48-51,共4页

膛口装置能控制火药气体从身管中的流出状态,从而改变身管的受力情况,对武器的性能有重要的影响。通过对膛口气流现象的分析,忽略火药气体中携带的固体颗粒和化学反应对膛口气流结构的影响,利用轴对称Euler方程组和TVD有限体积法对带膛... 膛口装置能控制火药气体从身管中的流出状态,从而改变身管的受力情况,对武器的性能有重要的影响。通过对膛口气流现象的分析,忽略火药气体中携带的固体颗粒和化学反应对膛口气流结构的影响,利用轴对称Euler方程组和TVD有限体积法对带膛口装置的流场进行了数值模拟。数值模拟的结果反映了带和不带膛口装置流场的主要特征与波系之间的相互作用,与实验照片比较吻合。数值模拟结果对评价膛口装置的性能有一定的参考意义,并且有助于新型膛口装置的设计。 展开更多

关键词 动力机械工程 膛口装置 膛口流场 有限体积法

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炮口制退器斜切喷口结构优化及其应用 被引量：4

5

作者 江坤 钱林方 +1 位作者 徐亚栋 徐长江 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期2094-2096,2112,共4页

建立了炮口制退器斜切扩张喷口二维轴对称流场模型,结合多岛遗传算法以制退器所受冲击力为目标对喷口结构参数进行了优化研究。将优化得到的喷口结构应用于三维制退器模型进行了验证计算,计算结果表明改进后模型中制退器所受的冲击力提... 建立了炮口制退器斜切扩张喷口二维轴对称流场模型,结合多岛遗传算法以制退器所受冲击力为目标对喷口结构参数进行了优化研究。将优化得到的喷口结构应用于三维制退器模型进行了验证计算,计算结果表明改进后模型中制退器所受的冲击力提高了49.3%。应用多岛遗传算法对制退器结构进行改进是可行的。 展开更多

关键词 数值模拟 优化 遗传算法 制退器 斜切喷口

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某火炮炮口制退器性能的研究 被引量：21

6

作者 江坤 钱林方 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期55-57,共3页

对装有炮口制退器的车载炮膛口冲击流场进行数值模拟,得出高低角为17°,方向角为0°情况下膛口及车身上流场复杂波系结构.根据计算结果分析了膛口和车身上冲击波的发展规律.在火炮发射过程中车身最大压力值为169.573 3 kPa.结... 对装有炮口制退器的车载炮膛口冲击流场进行数值模拟,得出高低角为17°,方向角为0°情况下膛口及车身上流场复杂波系结构.根据计算结果分析了膛口和车身上冲击波的发展规律.在火炮发射过程中车身最大压力值为169.573 3 kPa.结合流场模拟结果计算了炮口制退器效率,得到制退器效率为35.008%.数值模拟结果为计算车身在冲击波作用下的动态响应提供了先决条件,为火炮的结构设计提供了参考. 展开更多

关键词 流体力学 炮口制退器 数值模拟 冲击波

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钛合金在炮口制退器上的应用 被引量：6

7

作者 刘凯 赵俊利 +2 位作者 郭利强 赵凡 刘国志 《兵工自动化》 2016年第6期94-96,共3页

为减小炮口制退器质量,提高射击精度和密集度,对钛合金在炮口制退器上的应用进行研究。以计算流体动力学以及有限元理论为基础,综合应用计算流体力学数值仿真技术和有限元分析方法,完成了从炮口制退器炮口流场三维数值模拟到有限元分析... 为减小炮口制退器质量,提高射击精度和密集度,对钛合金在炮口制退器上的应用进行研究。以计算流体动力学以及有限元理论为基础,综合应用计算流体力学数值仿真技术和有限元分析方法,完成了从炮口制退器炮口流场三维数值模拟到有限元分析的全过程,得出了TC4钛合金和炮钢材料下的炮口制退器应力分布和变形结果。结果表明:在满足使用条件的情况下,TC4材料的使用能减轻炮口制退器的质量,从而可减小其它部件的设计难度。 展开更多

关键词 炮口制退器 计算流体动力学 有限元分析

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新型转管炮助旋制退装置研究 被引量：4

8

作者 常学芳 薄玉成 +1 位作者 徐健 杨志良 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2007年第2期44-47,共4页

针对外能源超高射速转管炮所需驱动功率过高的问题,提出了内外能源相结合的方法。运用拉瓦尔喷管原理提出了一种新型助旋制退装置。对后效期装置内的火药气体进行准静态假设,建立了简化模型与三维控制方程组。利用Solidworks软件进行实... 针对外能源超高射速转管炮所需驱动功率过高的问题,提出了内外能源相结合的方法。运用拉瓦尔喷管原理提出了一种新型助旋制退装置。对后效期装置内的火药气体进行准静态假设,建立了简化模型与三维控制方程组。利用Solidworks软件进行实体建模,并运用CFdesign软件对压力速度等流场进行了详细计算。从而得到减少驱动力矩冲量的百分比与后坐力的变化,从理论上估算出该装置可使所需驱动电机的驱动力矩减少42·85%,同时具有制退作用。 展开更多

关键词 机械设计 转管炮 助旋制退装置 驱动力矩 力矩冲量

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在炮架上测试炮口制退器效率的方法 被引量：6

9

作者 石春明 闫留海 刘万余 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2007年第3期47-49,共3页

在不具备自由后坐台架试验条件时,在炮架上测试出炮口制退器效率。通过对火炮制退后坐射击过程、火炮自由后坐试验过程、炮口制退器效率计算公式和测试方法的分析,针对在装和不装炮口制退器两种情况,在炮架上直接进行全装药的制退后坐... 在不具备自由后坐台架试验条件时,在炮架上测试出炮口制退器效率。通过对火炮制退后坐射击过程、火炮自由后坐试验过程、炮口制退器效率计算公式和测试方法的分析,针对在装和不装炮口制退器两种情况,在炮架上直接进行全装药的制退后坐射击试验。分别测量后坐阻力-时间、后坐阻力-位移数据。后坐阻力对时间进行积分求得火药气体对火炮后坐部分的冲量,进而求得自由后坐动能,据此求得在全装药条件下的炮口制退器效率。 展开更多

关键词 机械设计 火炮试验 炮口制退器效率 制退后坐 射击试验

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埋头弹火炮高效低危害炮口制退器的实验研究 被引量：6

10

作者 王加刚 余永刚 周良梁 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1035-1040,共6页

为降低埋头弹火炮发射过程中炮口制退器产生的冲击波危害,设计了高效低危害炮口制退器的实验装置。通过对比射击实验,将新型高效低危害炮口制退器与原炮口制退器性能进行了对比。实验结果表明:高效低危害炮口制退器能够有效减小火药燃... 为降低埋头弹火炮发射过程中炮口制退器产生的冲击波危害,设计了高效低危害炮口制退器的实验装置。通过对比射击实验,将新型高效低危害炮口制退器与原炮口制退器性能进行了对比。实验结果表明:高效低危害炮口制退器能够有效减小火药燃气的侧向流动;同时降低流场中冲击波的强度,炮手位置冲击波强度减小了61.4%,大大降低了射击过程中冲击波对炮手的危害。在高效低危害炮口制退器基础上使用了消声碗,虽然炮口冲击波强度略有增强,但制退器的制退效果得到显著改善。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 火炮 炮口制退器 高效 低危害 实验研究

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高膛压滑膛炮炮口制退器的设计特点及性能评价指标 被引量：4

11

作者 李鸿志 崔东明 +2 位作者 何正求 郭建国 管雪元 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1994年第5期20-24,共5页

该文分析了高膛压滑膛炮炮口制退器的主要技术问题，提出一种新的结构设计原理。对现有的几种炮口制退器类型进行了对比试验，提出了高膛压滑膛炮炮口制退器综合性能评价指标。

关键词 火炮 炮口装置 炮口冲击波 制退器

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多管火炮武器发射膛口流场数值模拟 被引量：2

12

作者 曲普 薄玉成 方举鹏 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第6期659-662,共4页

针对新型多管火炮发射产生的膛口流场与冲击波进行了数值模拟计算.建立了膛口流场数学物理模型,采用三维Navier-Stokes方程及Spalart-Allmaras模型,并采用Roe格式的差分方法.计算得到了多管火炮膛口流场的结构和流动参数.由计算结果可知... 针对新型多管火炮发射产生的膛口流场与冲击波进行了数值模拟计算.建立了膛口流场数学物理模型,采用三维Navier-Stokes方程及Spalart-Allmaras模型,并采用Roe格式的差分方法.计算得到了多管火炮膛口流场的结构和流动参数.由计算结果可知,多管火炮发射时各身管产生的膛口流场会相互影响和叠加,形成的流场中激波系更为复杂,气流对弹丸产生的非对称作用对弹丸飞行姿态的影响也更为显著.计算结果可为多管发射武器系统结构设计与射击精度预测提供必要的参考. 展开更多

关键词 多管火炮 并联发射 膛口射流 数值模拟

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一种测试炮口制退器效率的新方法 被引量：2

13

作者 王凯 赵俊利 +1 位作者 范社卫 王晓庆 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第6期676-680,共5页

针对测定炮口制退器效率的现状,基于对火炮后坐运动中功能关系的理论分析,提出一种名为对比法的测试炮口制退器效率的新方法.对比法是在火炮全装药条件下,分别对安装两种不同炮口制退器的工况进行制退后坐射击试验,通过测量和计算得到... 针对测定炮口制退器效率的现状,基于对火炮后坐运动中功能关系的理论分析,提出一种名为对比法的测试炮口制退器效率的新方法.对比法是在火炮全装药条件下,分别对安装两种不同炮口制退器的工况进行制退后坐射击试验,通过测量和计算得到后坐阻力-后坐位移曲线,并对其积分得到后坐阻力功;再根据两种工况下后坐阻力功的关系,即可计算出炮口制退器效率.最后,通过火炮射击试验对该方法进行了验证,结果表明:对比法可以准确、快速、经济地测得炮口制退器效率. 展开更多

关键词 机械设计 火炮试验 炮口制退器效率 后坐阻力功 对比法

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简易式多功能膛口装置结构及其性能指标的计算法 被引量：2

14

作者 谭兴良 徐万和 《弹道学报》 EI CSCD 1993年第1期52-57,68,共7页

该文介绍一种被命名为内插管扩张型多功能膛口装置.其结构比较简单,且具有消焰、消声、制退和有利于提高射击精度多种功能.本装置各项性能指标的计算法,是采用实验与理论分析相结合建立的经验公式,既可用作正面计算,也可用作多目标函数... 该文介绍一种被命名为内插管扩张型多功能膛口装置.其结构比较简单,且具有消焰、消声、制退和有利于提高射击精度多种功能.本装置各项性能指标的计算法,是采用实验与理论分析相结合建立的经验公式,既可用作正面计算,也可用作多目标函数综合优化设计的反面计算. 展开更多

关键词 膛口装置 消焰 消声 制退

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某新型多身管火炮的膛口流场形成分析 被引量：1

15

作者 陈伟 王茂森 +1 位作者 戴劲松 陈瑶 《机械制造与自动化》 2014年第6期100-104,共5页

现代高技术条件下的局部战争要求自动炮具有高射速,这为速射火炮发射弹幕带来了新的问题:膛口流场叠加后对后继发射弹丸的扰动效应将严重影响弹丸的运动状态,改变预定的弹幕分布形式,甚至造成火炮射击精度不足,降低作战效能。以某新型... 现代高技术条件下的局部战争要求自动炮具有高射速,这为速射火炮发射弹幕带来了新的问题:膛口流场叠加后对后继发射弹丸的扰动效应将严重影响弹丸的运动状态,改变预定的弹幕分布形式,甚至造成火炮射击精度不足,降低作战效能。以某新型火炮为研究对象,应用计算流体力学方法,通过数值仿真,分析其在不同射击条件下的膛口流场特点以及对弹丸运动状态的影响;分别讨论了射速、身管间距、发射时序对膛口流场的形成与发展过程以及对弹丸的受力和运动状态的影响。得出可以通过控制射速和改变身管间距来降低膛口流场对弹丸运动状态的影响。 展开更多

关键词 膛口流场 弹丸运动状态 数值仿真 身管间距 发射时序

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双管火炮异步发射时膛口流场分析 被引量：1

16

作者 许桎樟 李强 方举鹏 《机械工程与自动化》 2012年第2期35-37,39,共4页

采用计算流体力学方法结合动网格技术建立了双管火炮异步发射时膛口流场的二维数值模拟模型,正确描述了双管不同步发射时炮口流场的激波系结构的形成﹑发展与相互干扰的过程。模拟结果得出双管不同步发射时对弹丸飞出膛口后的飞行姿态... 采用计算流体力学方法结合动网格技术建立了双管火炮异步发射时膛口流场的二维数值模拟模型,正确描述了双管不同步发射时炮口流场的激波系结构的形成﹑发展与相互干扰的过程。模拟结果得出双管不同步发射时对弹丸飞出膛口后的飞行姿态影响较大,从而弹丸偏移速度会影响双管火炮的射击精度。 展开更多

关键词 双管火炮 异步发射 膛口 数值模拟

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锯齿形膛线在火炮上的应用 被引量：4

17

作者 薛百文 常德顺 贾玉峰 《机械工程与自动化》 2011年第4期184-185,191,共3页

为了改善火炮阳线导转侧的受力,提高炮身寿命,提出将制式火炮的矩形膛线改进为锯齿形膛线的结构,并结合某榴弹炮从理论上对这两种膛线结构的受力进行了对比计算,得出锯齿形结构的膛线比矩形结构的膛线的寿命会更长。

关键词 矩形膛线 锯齿形膛线 火炮

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预混燃气冲压发射原理研究综述

18

作者 张国强 金志明 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期9-16,共8页

冲压加速器（ＲａｍＡｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）是一种利用推进剂气体混合物的化学能将弹丸加速到超过２ｋｍ／ｓ速度的新高速发射原理，在空间发射和超高速火炮领域中有广泛的应用前景。本文从实验和理论两个方面，介绍了冲压加速器的研... 冲压加速器（ＲａｍＡｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）是一种利用推进剂气体混合物的化学能将弹丸加速到超过２ｋｍ／ｓ速度的新高速发射原理，在空间发射和超高速火炮领域中有广泛的应用前景。本文从实验和理论两个方面，介绍了冲压加速器的研究进展，叙述了冲压加速器的运行原理和异常现象形成的机理，并对今后的进一步研究工作提出了建议。 展开更多

关键词 冲压加速器 爆轰速度 火炮 推进剂 发射

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火炮输弹机体缺陷自动识别与实时定位处理技术

19

作者 唐成辉 王旭辉 李克明 《兵工自动化》 1998年第2期32-35,共4页

介绍了火炮输弹机体缺陷自动识别和实时定位处理系统的工作过程，讨论了图像处理、缺陷自动识别与缺陷实时定位处理技术和缺陷定位质量标准，并给出了检测结果．

关键词 输弹机 缺陷 自动识别 实时定位 火炮

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膛口流场数值计算的发展概况和展望

20

作者 尤国钊 《弹道学报》 EI CSCD 1993年第2期83-88,共6页

该文概述了国内外在膛口流场数值计算方面所取得的进展,尤其是自适应网格方法的发展,为统一效率和分辨能力之间的矛盾,提供供了广阔前景.

关键词 膛口流场 数值计算 自适应网格法

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