基于嵌套网格的某头罩分离装置分离数值仿真

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作者 田霖 于建军 +2 位作者 亢玮冬 杜云鹏 王冀钰 《科技风》 2024年第6期9-12,共4页

由于飞行速度较大,超声速弹药头部受热严重,常常采用头罩分离技术对弹道末段的精确制导进行保障。本文利用结构嵌套网格并耦合6DOF运动方程,对某头罩分离装置的地面分离试验状态、真实飞行状态分离过程进行了数值模拟,结合地面分离试验... 由于飞行速度较大,超声速弹药头部受热严重,常常采用头罩分离技术对弹道末段的精确制导进行保障。本文利用结构嵌套网格并耦合6DOF运动方程,对某头罩分离装置的地面分离试验状态、真实飞行状态分离过程进行了数值模拟,结合地面分离试验验证了理论方法的可行性,并对两种状态下的头罩分离运动进行了对比分析。结果表明:数值模拟头罩分离可以清晰直观地得到头罩分离运动的姿态特性、分离轨迹以及流场特性;在分离初期,头罩受到的气动阻力会阻碍头罩与导引头沿轴向的安全分离;一定的飞行攻角可以使头罩在气动升力的作用下快速完成径向分离,有利于头罩、导引头安全分离。 展开更多

关键词 头罩分离装置 结构嵌套网格 气动干扰 姿态运动 数值模拟

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非结构动网格技术及其在超声速飞行器头罩分离模拟中的应用 被引量：13

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作者 王巍 刘君 +1 位作者 白晓征 崔小强 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期131-135,共5页

针对激波诱导物体运动的二维动力学模型,比较了采用流动定常、结合非定常弹道方程的所谓"准定常"计算方法和非结构动网格计算方法,通过流场和运动特性分析,指出发展有相对运动的非定常流动模拟方法的重要性;另外采用修正弹簧... 针对激波诱导物体运动的二维动力学模型,比较了采用流动定常、结合非定常弹道方程的所谓"准定常"计算方法和非结构动网格计算方法,通过流场和运动特性分析,指出发展有相对运动的非定常流动模拟方法的重要性;另外采用修正弹簧近似和局部重构的非结构动网格技术,耦合求解Euler方程及6DOF弹道方程,数值模拟高度H=25km、飞行马赫数Ma=6.0、迎角α=0°状态下火箭抛罩的动力学过程。研究表明,稠密大气层内头罩受到的气动力比惯性力大几个数量级,导致头罩的运动特性完全由气动力控制。分离过程中,头罩和火箭头部之间的气动干扰在时间和空间上都表现出强烈的非线性特征,头罩姿态变化剧烈。本文还对分离过程中部分位置上的流场进行定常模拟,比较了定常和非定常的气动力,所得结论对于分析地面风洞可控轨迹系统(CTS)试验具有指导意义。 展开更多

关键词 非结构动网格 多体动力学系统 头罩分离 气动干扰

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高速飞行器头罩分离设计方案研究 被引量：5

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作者 戈庆明 刘秀春 +2 位作者 渠弘毅 吕蒙 刘成国 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2017年第3期28-31,共4页

随着飞行器飞行速度的提高,飞行器头部力热环境十分恶劣,需采用头罩分离技术才能保障飞行器精确制导。对高速飞行器的头罩设计及防护设计进行了研究,同时提出了采用导爆索、推冲器的2种头罩分离方案,并进行了抛罩的试验验证和理论仿真计... 随着飞行器飞行速度的提高,飞行器头部力热环境十分恶劣,需采用头罩分离技术才能保障飞行器精确制导。对高速飞行器的头罩设计及防护设计进行了研究,同时提出了采用导爆索、推冲器的2种头罩分离方案,并进行了抛罩的试验验证和理论仿真计算,试验结果证明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 头罩分离技术 导爆索 推冲器 抛罩

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超声速飞行器头罩分离风洞投放模型试验 被引量：5

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作者 宋威 鲁伟 蒋增辉 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2017年第6期45-50,70,共7页

采用风洞投放模型试验方法对稠密大气层内超声速飞行器两瓣罩旋转分离的运动特性进行研究,试验复现了飞行器两瓣罩旋转分离的整个动态运动过程,并得到飞行器头罩分离后两瓣罩运动轨迹和姿态角的变化规律,试验马赫数Ma=1.5。研究表明:飞... 采用风洞投放模型试验方法对稠密大气层内超声速飞行器两瓣罩旋转分离的运动特性进行研究,试验复现了飞行器两瓣罩旋转分离的整个动态运动过程,并得到飞行器头罩分离后两瓣罩运动轨迹和姿态角的变化规律,试验马赫数Ma=1.5。研究表明:飞行器两瓣罩在预置弹簧力作用下张开一定角度,气流进入两瓣罩腔内后压力迅速升高,高动压气流会对两瓣罩在分离过程中的受力情况产生重要影响,当两瓣罩根部与弹体间的铰链在临界解锁角η0分离进入"自由飞行"阶段后,两瓣罩的运动轨迹和姿态角主要由气动力控制;弹体飞行迎角α=0°时,上下两瓣罩的运动轨迹和姿态角基本对称,弹体飞行迎角α=-5°时,上下瓣罩的运动轨迹和姿态角明显不对称性,弹体迎角α对两瓣罩分离特性影响比较显著。 展开更多

关键词 超声速飞行器 头罩分离 风洞投放模型试验 高动压 自由飞行

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飞行器头罩分离技术及设计方案分析研究 被引量：11

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作者 范庆志 孙秦 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第9期8-10,共3页

针对导弹头罩分离的安全性需要设计了两种导弹头罩分离方案,即内冲压四分旋转式分离和内冲压四分平推式分离。采用结构重叠网格方法求解Euler方程耦合6自由度刚体运动方程,对两种方案的头罩分离过程进行数值仿真分析,获得了两种方案分... 针对导弹头罩分离的安全性需要设计了两种导弹头罩分离方案,即内冲压四分旋转式分离和内冲压四分平推式分离。采用结构重叠网格方法求解Euler方程耦合6自由度刚体运动方程,对两种方案的头罩分离过程进行数值仿真分析,获得了两种方案分离过程的载荷历程、运动轨迹、分离线速度和角速度等工作技术参数。分析比较了两种方案的技术特征,为头罩分离机构方案提供可行性论据以满足构形设计与载荷设计要求。 展开更多

关键词 头罩分离 分区重叠网格 EULER方程 数值仿真

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可水下发射飞行器载体头罩分离计算数学模型 被引量：1

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作者 李涛 宋保维 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第3期350-352,共3页

可水下发射飞行器是一种由水下航行体携带并在水下发射,然后在水中运动并出水飞行的新型无人飞行器。对可水下发射飞行器载体的头罩分离问题,分析头罩分离的可靠性和安全性需求和影响因素,提出一种使用爆破切割、周向和径向布置相结合... 可水下发射飞行器是一种由水下航行体携带并在水下发射,然后在水中运动并出水飞行的新型无人飞行器。对可水下发射飞行器载体的头罩分离问题,分析头罩分离的可靠性和安全性需求和影响因素,提出一种使用爆破切割、周向和径向布置相结合的分离设计思路,并在头罩分离体受力分析的基础上对其分离计算建立了可以描述头罩分离特性,预测分离体运动轨迹的数学模型。 展开更多

关键词 水下发射 载体 头罩分离 数学模型

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基于非结构嵌套网格的低空大动压头罩分离数值模拟 被引量：3

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作者 袁亚 李冬 +2 位作者 马友林 陈皓 王亮 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第5期17-22,共6页

为准确模拟低空大动压恶劣环境下头罩分离的全过程,利用多面体非结构动态嵌套网格技术,耦合求解雷诺平均纳维-斯托克斯控制方程(Naiver-Stokes equations, N-S)和六自由度运动方程(6-Degrees of Freedom, 6-DoF),实时计算头罩分离过程... 为准确模拟低空大动压恶劣环境下头罩分离的全过程,利用多面体非结构动态嵌套网格技术,耦合求解雷诺平均纳维-斯托克斯控制方程(Naiver-Stokes equations, N-S)和六自由度运动方程(6-Degrees of Freedom, 6-DoF),实时计算头罩分离过程中的刚体与流体相互耦合的动态分离运动。结果表明:采用数值模拟方法可得到清晰直观的分离轨迹,同时需合理配置主动分离力大小、作用行程、质心位置才能保证头罩分离安全;随着头罩分离张角的增加,高速气流进入头罩并在头罩和飞行器本体之间的间隙出现"填充-滞止-泄流"流动现象,直接影响头罩气动力变化。 展开更多

关键词 非结构嵌套网格 头罩分离 低空大动压 数值模拟

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ZN—3探空火箭头罩分离的分析及弹射分离器的设计 被引量：7

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作者 周镜昆 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第3期1-10,18,共11页

本文应用结构动力学原理，对ＺＮ—３探空火箭头罩铰链式分离及其分离机构进行研究，并用铝合金和玻璃钢两种头罩得出了地面试验的结果，从而获得一些有用的结论。

关键词 ZN-3 探空火箭 弹射分离器 头罩分离

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某头罩分离装置分离全过程仿真计算 被引量：1

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作者 王海清 杨正才 +4 位作者 刘海旭 王科伟 刘建通 何锋彦 郭攀峰 《兵工自动化》 2020年第2期68-72,共5页

为解决头罩分离抛射过程中计算复杂的问题,提出一种对其分离全过程的仿真计算方法。借鉴小型火箭发动机的工作原理,通过燃气生成规律,建立分离装置的数学模型,分别对拉断螺钉剪断过程、头罩壳体运动过程和头罩分离装置侧抛过程进行分析... 为解决头罩分离抛射过程中计算复杂的问题,提出一种对其分离全过程的仿真计算方法。借鉴小型火箭发动机的工作原理,通过燃气生成规律,建立分离装置的数学模型,分别对拉断螺钉剪断过程、头罩壳体运动过程和头罩分离装置侧抛过程进行分析,对头罩分离装置内弹道和轴、径向分离速度进行仿真计算。仿真结果表明:该方法对产品的设计具有参考价值,可以节约研发成本和研制周期。 展开更多

关键词 内弹道 仿真计算 头罩分离装置 分离速度

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稠密大气层内火箭头罩动态分离过程数值模拟 被引量：8

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作者 刘君 王巍 +1 位作者 郭正 刘冰 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期34-38,共5页

利用弹簧近似和网格局部重构相结合的非结构动网格技术,耦合求解Euler方程及6DOF弹道方程,时间方向采用四步Runge-Kutta方法,空间方向采用改进的Barth和Jespersen通量限制器的通量矢量分裂方法,数值模拟稠密大气层内、超声速飞行状态下... 利用弹簧近似和网格局部重构相结合的非结构动网格技术,耦合求解Euler方程及6DOF弹道方程,时间方向采用四步Runge-Kutta方法,空间方向采用改进的Barth和Jespersen通量限制器的通量矢量分裂方法,数值模拟稠密大气层内、超声速飞行状态下、内部有冲压发动机的火箭头罩分离动力学过程.研究结果表明,头罩开启过程中,高动压会产生严重的气动力扰动;头罩脱离火箭进入自由飞行状态以后,分离过程中气动力比惯性力大几个数量级,导致头罩的运动特性完全由气动力控制,姿态变化剧烈,分离存在很大风险;采用质心后移分离方案可行. 展开更多

关键词 非结构动网格 多体干扰 冲压发动机 头罩分离 数值模拟

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多因素分离过程蒙特卡罗仿真平台设计 被引量：3

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作者 李慧通 赵阳 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2169-2175,共7页

火箭和导弹等运载工具在飞行过程中涉及多种分离,分离过程出现问题会导致整个任务的失败。分离过程中分离体受到多种干扰因素和误差的影响,而靶场试验次数有限,无法得到多因素对分离过程的综合影响。设计了通用型的分离模型,建立包含多... 火箭和导弹等运载工具在飞行过程中涉及多种分离,分离过程出现问题会导致整个任务的失败。分离过程中分离体受到多种干扰因素和误差的影响,而靶场试验次数有限,无法得到多因素对分离过程的综合影响。设计了通用型的分离模型,建立包含多种力和干扰的分离载荷库,基于蒙特卡罗随机打靶技术,能够对多种分离过程进行打靶分析,得到多因素干扰的影响情况。对某导弹头罩分离过程进行了蒙特卡罗打靶仿真,得到了在多种偏差因素下分离体的运动范围。 展开更多

关键词 仿真 蒙特卡罗方法 导弹头罩分离

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高速风洞投放模型试验技术的关键问题及应用领域 被引量：12

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作者 蒋增辉 宋威 +1 位作者 鲁伟 陈农 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期744-749,802,共7页

基于高速风洞投放模型试验的经验,论述和总结了对试验技术的实际应用较为重要、且对试验结果有较大影响的几个关键问题:相似准则的选取问题、投放分离参数的模拟问题、风洞启动时流场对投放物模型的冲击载荷问题以及数据处理方法,分别... 基于高速风洞投放模型试验的经验,论述和总结了对试验技术的实际应用较为重要、且对试验结果有较大影响的几个关键问题:相似准则的选取问题、投放分离参数的模拟问题、风洞启动时流场对投放物模型的冲击载荷问题以及数据处理方法,分别对这四个问题的具体选取原则和处理方法进行了详细的总结和分析。重模型法能够确保模型投放轨迹的严格相似,但实用性较差;而轻模型法则正好相反。由于重模型法在实际使用中通常难以应用,因此轻模型法在风洞投放模型试验中获得了较多应用,但其模型垂直加速度不足的问题也需引起重视。投放分离参数的相似模拟,通常可通过采用弹簧或气缸提供的投放作用力来实现,弹簧具有简单、易行的特点,但模拟的准确性稍差;而气缸则正好相反。风洞启动时流场对投放物模型的冲击载荷问题常常能够影响到试验的顺利进行或影响试验结果。数据平滑处理可采用时间多项式拟合来实现,进而通过一次或二次微分获得气动力系数。对高速风洞模型投放试验的应用领域作了总结和介绍,将其分为飞机外挂物/内埋武器投放、子母弹抛撒/重块抛撒,以及头罩/导弹壳片分离三大类型试验,并对每一类试验在具体的试验技术,以及在上述几个关键问题上的特点分别作了介绍,给出了具体试验的图像和曲线。 展开更多

关键词 多体分离 风洞投放模型试验 飞机外挂物 内埋武器 子母弹 头罩分离 壳片分离

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