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临近空间高速飞行器抛罩过程的动网格方法对比
1
作者
赵星宇
王翼
+2 位作者
苏丹
徐尚成
范晓樯
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期268-276,共9页
飞行器抛罩是一个复杂的动力学、流体力学耦合问题,涉及六自由度运动方程与N-S方程的耦合求解,其中动网格非定常计算是关键技术。针对二维临近空间高速飞行器,将耦合过程简化为匀速旋转抛罩,对比分析了光顺重构法、重叠网格法、域动分...
飞行器抛罩是一个复杂的动力学、流体力学耦合问题,涉及六自由度运动方程与N-S方程的耦合求解,其中动网格非定常计算是关键技术。针对二维临近空间高速飞行器,将耦合过程简化为匀速旋转抛罩,对比分析了光顺重构法、重叠网格法、域动分层法三种工程易行的动网格方法的仿真结果,并得到如下结论:三种方法在整流罩关闭状态下的定常流场结果一致,均能捕捉到非定常开罩过程的典型特征,得到正确的起动结果;在非定常过程中光顺重构法的分离区吞入速度慢于重叠网格法和域动分层法;重叠网格法的计算通用性最好,域动分层法的计算速度最快,光顺重构法的理论精度最高;由于光顺重构法的网格更新对于复杂模型容易失败,域动分层法只能处理运动轨迹已知的问题,三维动力学耦合计算建议采用重叠网格法;在进行整流罩的三维设计时,应考虑溢流效应以缩小整流罩前方的大分离区,降低飞行器的控制及热防护上的困难。
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关键词
进气道
抛罩
光顺重构
法
重叠网格
法
域动分层法
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职称材料
同心筒发射过程燃气射流冲击效应研究
被引量:
17
2
作者
马艳丽
姜毅
+2 位作者
王伟臣
郝继光
赵刚练
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第2期140-145,共6页
为研究导弹发射过程中燃气射流对同心筒和弹体的热冲击和动力冲击效应,基于欧拉-拉格朗日方法,使用域动分层动网格方法,对同心筒发射过程含Al2O3颗粒的气-固两相流场进行了数值计算,得到了发射过程中流场的温度和压强分布情况,计算结果...
为研究导弹发射过程中燃气射流对同心筒和弹体的热冲击和动力冲击效应,基于欧拉-拉格朗日方法,使用域动分层动网格方法,对同心筒发射过程含Al2O3颗粒的气-固两相流场进行了数值计算,得到了发射过程中流场的温度和压强分布情况,计算结果与试验数据的相对误差在允许范围内,表明文中所用计算模型是可靠的。发射过程中燃气射流对后盖的冲刷和烧蚀较为严重,燃气主要从内外筒之间排出。内外筒间距增大后,内筒中的温度先降低后增大,后盖处的压强随之逐渐降低。发动机喷管出口与后盖的距离增大后,内筒中的温度变化较小,后盖处的压强随之逐渐降低。
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关键词
同心筒
燃气射流
冲击效应
离散颗粒模型
域动分层法
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职称材料
新型舰载同心筒发射过程流场研究
被引量:
13
3
作者
邵立武
姜毅
+1 位作者
马艳丽
王伟臣
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2011年第4期54-58,共5页
采用同心筒垂直发射装置,内外筒要保证足够的间隙尺寸用来排导燃气,目前舰载发射均采用通垂方式,势必使得内筒尺寸较小,从而导弹的直径也就较小,不利于发挥弹道导弹的优势。在此基础上提出将传统的外筒设计为一方形结构,在与相同尺寸的...
采用同心筒垂直发射装置,内外筒要保证足够的间隙尺寸用来排导燃气,目前舰载发射均采用通垂方式,势必使得内筒尺寸较小,从而导弹的直径也就较小,不利于发挥弹道导弹的优势。在此基础上提出将传统的外筒设计为一方形结构,在与相同尺寸的通垂架相连接的前提下,增加了内外筒之间燃气排导空间,降低发射过程中导弹表面的温度。计算中使用三维动网格更新方法对同心筒发射过程进行了计算研究,网格更新方法采用域动分层法。结果表明,导弹运动位移曲线与试验符合较好,新型同心筒方案使得整个发射过程中导弹表面的温度均明显降低。
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关键词
新型同心筒
燃气射流
域动分层法
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职称材料
导弹热发射燃气射流对发射筒的影响
被引量:
5
4
作者
邓春丽
袁森
张秀华
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第13期5117-5122,共6页
为研究导弹热发射过程中燃气射流对筒体的热冲击和动力冲击效应,基于三维、雷诺平均Navier-Stokes方程和RNG(renormalization-group)κ-ε湍流模型,采用域动分层法模拟导弹发射过程,得到了导弹发射过程中筒内的温度、速度、压强云图及...
为研究导弹热发射过程中燃气射流对筒体的热冲击和动力冲击效应,基于三维、雷诺平均Navier-Stokes方程和RNG(renormalization-group)κ-ε湍流模型,采用域动分层法模拟导弹发射过程,得到了导弹发射过程中筒内的温度、速度、压强云图及筒壁监测点的压强和温度变化曲线。结果表明:发射筒前后盖打开以后,筒内燃气无反射回流现象;导弹发射过程中,筒内的高压燃气向外压迫筒壁,使筒体产生最大变形为0.68 mm;发射筒在最大温度载荷作用下产生的热变形为0.1 mm。
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关键词
筒体
燃气射流
冲击效应
域动分层法
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职称材料
导弹箱式垂直热发射过程燃气流冲击效应研究
被引量:
2
5
作者
蓝仁恩
马艳丽
刘焕兴
《现代防御技术》
2020年第4期52-59,共8页
为了研究导弹箱式垂直热发射过程燃气流场对导弹及发射装置的影响,使用计算流体力学方法,将燃气流场与导弹运动耦合计算,采用域动分层动网格更新方法模拟了导弹的发射过程,采用多组分冻结流计算燃气流场,得到了导弹热发射过程中流场分...
为了研究导弹箱式垂直热发射过程燃气流场对导弹及发射装置的影响,使用计算流体力学方法,将燃气流场与导弹运动耦合计算,采用域动分层动网格更新方法模拟了导弹的发射过程,采用多组分冻结流计算燃气流场,得到了导弹热发射过程中流场分布及导弹、发射箱的热、力载荷分布情况,并采用发射试验进行了验证。研究结果表明,导弹在箱内运动过程中,弹表面基本为负压,各测点导弹截面出箱以后,压力迅速升高为一个大气压;在点火时刻弹尾部产生一个775 K的温度峰值,在整个运动过程中,弹表面温度基本保持在300 K;发射箱的温度变化经历先升高,出箱后降低,运动一段距离到超临界状态又升高,随着导弹远离发射箱,箱内表面温度逐渐降低;导弹运动过程中,发射箱内基本为负压,喷管运动至观测点截面附近时,该观测点压力降至最低,之后缓慢升高,到超临界状态,压力下降形成一个波谷,随着导弹远离发射箱,箱内壁面压力逐渐升高为一个大气压。
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关键词
箱式垂直热发射
燃气流场
热力载荷
域动分层法
冲击效应
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职称材料
题名
临近空间高速飞行器抛罩过程的动网格方法对比
1
作者
赵星宇
王翼
苏丹
徐尚成
范晓樯
机构
国防科技大学空天科学学院
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期268-276,共9页
文摘
飞行器抛罩是一个复杂的动力学、流体力学耦合问题,涉及六自由度运动方程与N-S方程的耦合求解,其中动网格非定常计算是关键技术。针对二维临近空间高速飞行器,将耦合过程简化为匀速旋转抛罩,对比分析了光顺重构法、重叠网格法、域动分层法三种工程易行的动网格方法的仿真结果,并得到如下结论:三种方法在整流罩关闭状态下的定常流场结果一致,均能捕捉到非定常开罩过程的典型特征,得到正确的起动结果;在非定常过程中光顺重构法的分离区吞入速度慢于重叠网格法和域动分层法;重叠网格法的计算通用性最好,域动分层法的计算速度最快,光顺重构法的理论精度最高;由于光顺重构法的网格更新对于复杂模型容易失败,域动分层法只能处理运动轨迹已知的问题,三维动力学耦合计算建议采用重叠网格法;在进行整流罩的三维设计时,应考虑溢流效应以缩小整流罩前方的大分离区,降低飞行器的控制及热防护上的困难。
关键词
进气道
抛罩
光顺重构
法
重叠网格
法
域动分层法
Keywords
Inlet
Fairing separation
Smoothing and remeshing method
Overset method
Sliding and laying method
分类号
V235.213 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
同心筒发射过程燃气射流冲击效应研究
被引量:
17
2
作者
马艳丽
姜毅
王伟臣
郝继光
赵刚练
机构
北京理工大学宇航学院
出处
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第2期140-145,共6页
文摘
为研究导弹发射过程中燃气射流对同心筒和弹体的热冲击和动力冲击效应,基于欧拉-拉格朗日方法,使用域动分层动网格方法,对同心筒发射过程含Al2O3颗粒的气-固两相流场进行了数值计算,得到了发射过程中流场的温度和压强分布情况,计算结果与试验数据的相对误差在允许范围内,表明文中所用计算模型是可靠的。发射过程中燃气射流对后盖的冲刷和烧蚀较为严重,燃气主要从内外筒之间排出。内外筒间距增大后,内筒中的温度先降低后增大,后盖处的压强随之逐渐降低。发动机喷管出口与后盖的距离增大后,内筒中的温度变化较小,后盖处的压强随之逐渐降低。
关键词
同心筒
燃气射流
冲击效应
离散颗粒模型
域动分层法
Keywords
concentric canister
combustion gas jet flow
impact effect
discrete particle model
zone moving and dynamic laying methods
分类号
V553 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
新型舰载同心筒发射过程流场研究
被引量:
13
3
作者
邵立武
姜毅
马艳丽
王伟臣
机构
北京理工大学宇航学院
中国空间技术研究院载人航天总体部
出处
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2011年第4期54-58,共5页
文摘
采用同心筒垂直发射装置,内外筒要保证足够的间隙尺寸用来排导燃气,目前舰载发射均采用通垂方式,势必使得内筒尺寸较小,从而导弹的直径也就较小,不利于发挥弹道导弹的优势。在此基础上提出将传统的外筒设计为一方形结构,在与相同尺寸的通垂架相连接的前提下,增加了内外筒之间燃气排导空间,降低发射过程中导弹表面的温度。计算中使用三维动网格更新方法对同心筒发射过程进行了计算研究,网格更新方法采用域动分层法。结果表明,导弹运动位移曲线与试验符合较好,新型同心筒方案使得整个发射过程中导弹表面的温度均明显降低。
关键词
新型同心筒
燃气射流
域动分层法
Keywords
New type concentric canister launcher
Jet flow
Zone moving and dynamic methods
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
导弹热发射燃气射流对发射筒的影响
被引量:
5
4
作者
邓春丽
袁森
张秀华
机构
贵州大学机械工程学院
贵州理工学院机械工程学院
贵州民族大学机械电子工程学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第13期5117-5122,共6页
基金
贵州省自然科学基金(黔科合基础20191166)
校企合作项目(QC20190036)
贵州省重点学科建设计划任务书(ZDXK201622)。
文摘
为研究导弹热发射过程中燃气射流对筒体的热冲击和动力冲击效应,基于三维、雷诺平均Navier-Stokes方程和RNG(renormalization-group)κ-ε湍流模型,采用域动分层法模拟导弹发射过程,得到了导弹发射过程中筒内的温度、速度、压强云图及筒壁监测点的压强和温度变化曲线。结果表明:发射筒前后盖打开以后,筒内燃气无反射回流现象;导弹发射过程中,筒内的高压燃气向外压迫筒壁,使筒体产生最大变形为0.68 mm;发射筒在最大温度载荷作用下产生的热变形为0.1 mm。
关键词
筒体
燃气射流
冲击效应
域动分层法
Keywords
cylinder
gas jet
impact effect
domain dynamic stratification
分类号
TJ768.2 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
导弹箱式垂直热发射过程燃气流冲击效应研究
被引量:
2
5
作者
蓝仁恩
马艳丽
刘焕兴
机构
海装北京局第三代表室
北京特种机械研究所
出处
《现代防御技术》
2020年第4期52-59,共8页
文摘
为了研究导弹箱式垂直热发射过程燃气流场对导弹及发射装置的影响,使用计算流体力学方法,将燃气流场与导弹运动耦合计算,采用域动分层动网格更新方法模拟了导弹的发射过程,采用多组分冻结流计算燃气流场,得到了导弹热发射过程中流场分布及导弹、发射箱的热、力载荷分布情况,并采用发射试验进行了验证。研究结果表明,导弹在箱内运动过程中,弹表面基本为负压,各测点导弹截面出箱以后,压力迅速升高为一个大气压;在点火时刻弹尾部产生一个775 K的温度峰值,在整个运动过程中,弹表面温度基本保持在300 K;发射箱的温度变化经历先升高,出箱后降低,运动一段距离到超临界状态又升高,随着导弹远离发射箱,箱内表面温度逐渐降低;导弹运动过程中,发射箱内基本为负压,喷管运动至观测点截面附近时,该观测点压力降至最低,之后缓慢升高,到超临界状态,压力下降形成一个波谷,随着导弹远离发射箱,箱内壁面压力逐渐升高为一个大气压。
关键词
箱式垂直热发射
燃气流场
热力载荷
域动分层法
冲击效应
Keywords
vertical container launching
jet flow
the thermal and impact load
zone moving and dynamic laying method
impact influence
分类号
TJ760.13 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
临近空间高速飞行器抛罩过程的动网格方法对比
赵星宇
王翼
苏丹
徐尚成
范晓樯
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
0
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职称材料
2
同心筒发射过程燃气射流冲击效应研究
马艳丽
姜毅
王伟臣
郝继光
赵刚练
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
17
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职称材料
3
新型舰载同心筒发射过程流场研究
邵立武
姜毅
马艳丽
王伟臣
《导弹与航天运载技术》
北大核心
2011
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
导弹热发射燃气射流对发射筒的影响
邓春丽
袁森
张秀华
《科学技术与工程》
北大核心
2020
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
导弹箱式垂直热发射过程燃气流冲击效应研究
蓝仁恩
马艳丽
刘焕兴
《现代防御技术》
2020
2
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职称材料
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