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基于瞬态多物理场求解器的电磁轨道炮发射过程建模与仿真 被引量：16
1
作者 林庆华 栗保明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1697-1707,共11页
为研究电磁轨道炮发射过程中瞬态多物理场的作用机制与内在规律,建立包含电路、电磁场、热场和结构场的数学模型。模型中计入材料非线性、结构变形、接触碰撞等实际因素。采用隐式有限元格式求解电磁场和热场以及显式有限元格式求解结构... 为研究电磁轨道炮发射过程中瞬态多物理场的作用机制与内在规律,建立包含电路、电磁场、热场和结构场的数学模型。模型中计入材料非线性、结构变形、接触碰撞等实际因素。采用隐式有限元格式求解电磁场和热场以及显式有限元格式求解结构场,利用载荷传递和时间同步实现各物理场之间的耦合,发展出一种瞬态多物理场求解器。通过固体电枢型电磁轨道炮、同步感应式电磁线圈炮等算例,讨论了发射过程计算结果的合理性。结果表明,电磁炮的发射是多场耦合、多部件相互作用下的一个复杂动力学过程,存在电流和磁场扩散、温升、应力传播、接触碰撞等瞬态现象,发射性能与结构、材料和激励密切相关。该求解器可为电磁发射系统及其关键部件提供一种辅助设计手段。 展开更多
关键词 电磁轨道炮 电磁线圈炮 求解器 瞬态多物理场 有限元
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固体冲压发动机富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究
2
作者 翁春生 韩家祥 +2 位作者 白桥栋 刘嘱勇 郑权 《航空兵器》 北大核心 2025年第1期14-22,共9页
为了研究固体冲压发动机富燃燃气的旋转爆轰特性,本文以CH_(4)/CO/H_(2)混合气替代固体富燃燃气作为燃料,常温空气为氧化剂,研究了混合气的旋转爆轰波传播特性。实验研究结果表明:混合气质量比为1∶4.4∶0.67,质量流量为54.5 g/s,空气... 为了研究固体冲压发动机富燃燃气的旋转爆轰特性,本文以CH_(4)/CO/H_(2)混合气替代固体富燃燃气作为燃料,常温空气为氧化剂,研究了混合气的旋转爆轰波传播特性。实验研究结果表明:混合气质量比为1∶4.4∶0.67,质量流量为54.5 g/s,空气质量流量在370.9~782.3 g/s范围内,能够起爆形成稳定的旋转爆轰波。随着空气流量的增加,旋转爆轰传播模态经历了单波、双波对撞到四波对撞的变化过程。爆轰波传播速度出现了先增大后减小的变化。空气质量流量为484.9 g/s,当量比为0.95时,爆轰波速的最大值为1167.8 m/s。 展开更多
关键词 固体冲压发动机 富燃燃气 混合气 旋转爆轰 传播模态
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不同物理性质无烟煤粉在乙烯/氧气氛围下爆轰波传播特性实验研究 被引量：2
3
作者 张锋 罗永晨 +4 位作者 肖博文 倪晓冬 郑权 翁春生 续晗 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1663-1672,共10页
粉末连续旋转爆轰发动机不仅具有爆轰循环热效率高的优势,还兼具粉末燃料体积热值高、流量可调等优点,然而发动机的工作特性会受到煤粉的物理性质影响。为了更好地研究不同物理性质煤粉对于爆轰波传播特性的影响,搭建一套定容燃烧弹,结... 粉末连续旋转爆轰发动机不仅具有爆轰循环热效率高的优势,还兼具粉末燃料体积热值高、流量可调等优点,然而发动机的工作特性会受到煤粉的物理性质影响。为了更好地研究不同物理性质煤粉对于爆轰波传播特性的影响,搭建一套定容燃烧弹,结合高能点火系统,在初始压力p 0=100 kPa下,研究多孔状5μm、多孔状40μm及片状5μm共3种无烟煤粉在不同当量比(0.7、1.0、1.3、1.5)下的爆轰波传播特性。研究结果表明:多孔状5μm无烟煤随着当量比的增加,爆轰波速度及压力持续增加,当量比为1.5时具有最大爆轰波传播速度及压力;多孔状40μm煤粉在0.7~1.3当量比下随当量比的增大,爆轰波速度持续增加,而后在当量比为1.5时由于过量的煤粉导致速度开始降低,但爆轰压力随着当量比的增加而增加;5μm多孔状煤粉爆轰波速度在相同当量比下优于40μm煤粉;片状5μm煤粉爆轰特性最差,在高当量比时会抑制爆轰。 展开更多
关键词 粉末连续旋转爆轰发动机 爆轰 煤粉 直接起爆 传播特性 气-固两相爆轰
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乙烯富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究
4
作者 刘嘱勇 白桥栋 +3 位作者 韩家祥 邱晗 李航 翁春生 《推进技术》 北大核心 2025年第1期103-114,共12页
本文以乙烯与氧气燃烧产生的富燃燃气作为燃料,空气为氧化剂,开展了乙烯富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究。探究了不同传播模态下旋转爆轰波传播特性以及传播模态的影响因素,对不同模态下的时频特性、传播速度及起爆延迟时间等参数... 本文以乙烯与氧气燃烧产生的富燃燃气作为燃料,空气为氧化剂,开展了乙烯富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究。探究了不同传播模态下旋转爆轰波传播特性以及传播模态的影响因素,对不同模态下的时频特性、传播速度及起爆延迟时间等参数进行了对比分析。研究表明:乙烯富燃燃气传播模态及工作当量比区间与一次燃烧产物有关。在单波模态中,当量比为0.67时,获得爆轰波最大传播速度为1347.4 m/s。空气质量流量增加,乙烯富燃燃气旋转爆轰波传播模态向多波模态发展,爆轰波波头数目增加会导致爆轰波传播速度下降。同种传播模态下,起爆延迟时间随着空气流量增加而缩短。 展开更多
关键词 旋转爆轰发动机 乙烯富燃燃气 当量比 起爆延迟时间 传播模态 预燃室
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燃烧室长度对液态燃料旋转爆轰发动机性能影响实验研究 被引量：17
5
作者 郑权 李宝星 +1 位作者 翁春生 白桥栋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2764-2771,共8页
为了研究燃烧室长度对液态燃料旋转爆轰发动机性能的影响,在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,详细分析了不同燃烧室长度下爆轰波传播模态、平均压力峰值和传播速度的变化特征。测量了发动机模型在不同燃烧室长度... 为了研究燃烧室长度对液态燃料旋转爆轰发动机性能的影响,在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,详细分析了不同燃烧室长度下爆轰波传播模态、平均压力峰值和传播速度的变化特征。测量了发动机模型在不同燃烧室长度下的一维推力,分析了推力和燃料比冲的变化趋势。实验结果表明:出口背压为大气压时,空气流量为762.9g/s,氧气流量为182.4g/s,汽油流量为84.3g/s,当量比为0.82,燃烧室长度L=235mm工况下爆轰波为稳态双波对撞模态,平均压力峰值和传播速度分别为0.9MPa和1068m/s,爆轰波传播频率为2.223kHz。当L<235mm时爆轰波为非稳态双波对撞模态,平均压力峰值变化较小,传播速度随着燃烧室长度变短而降低。仅在L=135mm工况下,爆轰波传播速度略高于L=155mm工况点,推力和燃料比冲分别为579.5N和701.5s。当155mm≤L<235mm时推力和燃料比冲随燃烧室长度增加而缓慢增大,L=235mm时推力和燃料比冲分别为607.3N和735.1s,L>235mm时推力和燃料比冲变化趋于平缓。 展开更多
关键词 连续旋转爆轰发动机 液态燃料 双波对撞模态 燃烧室长度 推力 比冲
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电磁轨道炮三维瞬态涡流场的有限元建模与仿真 被引量：18
6
作者 林庆华 栗保明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1159-1163,共5页
本文分析了固体电枢电磁轨道炮的三维瞬态涡流问题,建立了运动坐标下的磁扩散公式,该公式基于准稳态麦克斯韦方程组,用矢量磁位和标量电位作为未知量。在运动坐标下计算含有运动导体的磁扩散问题,可以消除高速情况下的数值不稳定,减少... 本文分析了固体电枢电磁轨道炮的三维瞬态涡流问题,建立了运动坐标下的磁扩散公式,该公式基于准稳态麦克斯韦方程组,用矢量磁位和标量电位作为未知量。在运动坐标下计算含有运动导体的磁扩散问题,可以消除高速情况下的数值不稳定,减少计算量和内存需求。通过施加库仑规范,保证了方程解的唯一性。本文以方膛电磁轨道炮为例,用有限元法和后向差分格式对方程组进行了求解,得到了轨道炮中电流密度的分布,以及电流和电枢速度的变化过程。 展开更多
关键词 动力机械工程 轨道炮 电磁场 涡流 有限元 数值计算
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电磁轨道炮瞬态磁场测量与数值模拟 被引量：11
7
作者 林庆华 栗保明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1788-1794,共7页
为研究电磁轨道炮的磁场特性,建立三维瞬态电磁场计算模型,采用时域有限元/边界元耦合方法进行求解,获得了电枢的膛内运动过程,以及电流密度和磁通密度的时空分布,讨论电枢与轨道间的滑动电接触在电流扩散过程中产生的速度趋肤效应。在... 为研究电磁轨道炮的磁场特性,建立三维瞬态电磁场计算模型,采用时域有限元/边界元耦合方法进行求解,获得了电枢的膛内运动过程,以及电流密度和磁通密度的时空分布,讨论电枢与轨道间的滑动电接触在电流扩散过程中产生的速度趋肤效应。在发射实验中,用B探针测量电枢运动及磁场,分析了发射过程中的瞬态磁场变化特点,与数值模拟结果进行对比,验证了电磁轨道炮三维瞬态电磁场计算模型的有效性。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 轨道炮 电磁场 B探针 有限元 数值计算
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液态燃料喷注压力对旋转爆轰波影响的实验研究 被引量：6
8
作者 郑权 魏万里 +2 位作者 翁春生 武郁文 孟豪龙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2790-2797,共8页
为了深入研究液态燃料旋转爆轰波传播特性,以汽油为燃料,富氧空气为氧化剂,开展了液态燃料喷注压力对旋转爆轰波传播特性影响的实验研究。使用马尔文粒度仪对不同喷注压力下的雾化流场进行测量,结果表明:在喷嘴出口各平面上的液滴粒径... 为了深入研究液态燃料旋转爆轰波传播特性,以汽油为燃料,富氧空气为氧化剂,开展了液态燃料喷注压力对旋转爆轰波传播特性影响的实验研究。使用马尔文粒度仪对不同喷注压力下的雾化流场进行测量,结果表明:在喷嘴出口各平面上的液滴粒径均满足正态分布;且随着喷注压力的增大,液滴雾化细度不断改善,在距离喷嘴出口60mm处二次雾化基本完成。在汽油质量流率为96g/s,当量比为1.3工况下,旋转爆轰波以单波模态传播,传播频率为2494Hz,平均传播速度为1198m/s。液态燃料的喷注压力对旋转爆轰波的传播特性具有较大的影响,当喷注压力为0.6MPa时,由于液滴的雾化粒径较大,无法形成旋转爆轰波。随着喷注压力的增大,液滴雾化细度得到改善,旋转爆轰波可以成功起爆并稳定自持传播,传播速度和平均压力均逐渐增大,传播稳定性也得到改善。 展开更多
关键词 旋转爆轰波 液态燃料 雾化 喷注压力 传播特性
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中心杆式等离子体发生器瞬态时变模型分析 被引量：3
9
作者 倪琰杰 杨栋 +3 位作者 金涌 弯港 杨春霞 栗保明 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2018年第2期6-11,共6页
中心杆式等离子体发生器(DRPG)为开口系统,建立了考虑膛内气相回流进入DRPG的瞬态时变模型来仿真DRPG工作过程。通过对比电流、电阻曲线,验证了模型的精确性。由瞬态时变模型仿真得到DRPG中等离子体温度、速度、密度和压力。根据DRPG中... 中心杆式等离子体发生器(DRPG)为开口系统,建立了考虑膛内气相回流进入DRPG的瞬态时变模型来仿真DRPG工作过程。通过对比电流、电阻曲线,验证了模型的精确性。由瞬态时变模型仿真得到DRPG中等离子体温度、速度、密度和压力。根据DRPG中等离子体参数的变化,可将电爆炸后DRPG工作过程简化为稳定输出和振荡输出两个阶段。电爆炸后,DRPG处于稳定输出阶段,等离子体流入膛内;在振荡输出阶段,随着膛内压力的增加,存在等离子体流出DRPG或膛内气相回流进入DRPG的现象。回流入DRPG的气相与等离子体混合,使得等离子体温度下降,等离子体密度增加,DRPG等效电阻上升。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 电热化学发射 中心杆式等离子体发生器 瞬态时变模型 等效电阻
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叶片受不同软体外物撞击的瞬态响应分析 被引量：3
10
作者 尹冬梅 徐亚栋 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2011年第3期33-37,共5页
发动机叶片常遭受外物的撞击损伤,不同材料的外物撞击损伤存在着差别。采用弹性应力波的传播和基本流体动力学的原理分析超弹性软体和塑性软体外物撞击叶片时的撞击载荷模型。通过在LS-DYNA中就超弹性软体(以橡胶为例)和塑性软体(以明... 发动机叶片常遭受外物的撞击损伤,不同材料的外物撞击损伤存在着差别。采用弹性应力波的传播和基本流体动力学的原理分析超弹性软体和塑性软体外物撞击叶片时的撞击载荷模型。通过在LS-DYNA中就超弹性软体(以橡胶为例)和塑性软体(以明胶为例)外物对叶片的撞击过程进行数值仿真分析。结果表明:在相同的初始撞击能量、相同的撞击速度及相同的撞击入射角度下,橡胶撞击叶片时的撞击接触力幅值较大,但持续时间较明胶撞击时的要短,叶片中的等效应力水平比明胶撞击时的高,故更容易使叶片产生损伤;随着初始撞击速度的增加,橡胶发生碎裂,某些撞击特性与明胶的趋于相近。 展开更多
关键词 叶片 数值分析 外物损伤 软体 接触-撞击
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含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机工作过程瞬态特性 被引量：2
11
作者 胡洪波 翁春生 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期463-469,共7页
为了解含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机工作过程的瞬态机理,建立了含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机数学物理模型。采用守恒元与求解元数值计算方法,对单循环含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机流场进行了数值仿真,分析了其爆轰反应过程与冲量产生过程... 为了解含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机工作过程的瞬态机理,建立了含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机数学物理模型。采用守恒元与求解元数值计算方法,对单循环含铝凝胶燃料脉冲爆轰发动机流场进行了数值仿真,分析了其爆轰反应过程与冲量产生过程的瞬态特征。计算结果表明,爆轰波作用下,凝胶燃料液滴变化以剥离破碎为主,燃料液滴中铝颗粒随液滴剥离弥散于爆轰管内并参与反应,累积在最后阶段反应的铝颗粒较少。凝胶燃料爆轰燃气排放过程可划分为爆轰附着膨胀、燃气"壅塞"膨胀和膨胀减弱等3个典型特征阶段。研究结果对凝胶燃料脉冲爆轰发动机的应用研究具有参考意义。 展开更多
关键词 脉冲爆轰发动机 凝胶燃料 爆轰 瞬态 数值计算
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CE/SE方法在内弹道瞬态两相流中的应用 被引量：2
12
作者 白桥栋 翁春生 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2008年第2期21-25,共5页
根据CE/SE方法思想,构造在变换坐标系下内弹道两相流动数值计算的格式.采用此格式研究了膛内瞬态二维两相流动点火过程.数值计算结果反映实际规律并和试验结果符合.结果表明,对中心点火方式,在点传火过程初期,膛内压力在径向和轴向上存... 根据CE/SE方法思想,构造在变换坐标系下内弹道两相流动数值计算的格式.采用此格式研究了膛内瞬态二维两相流动点火过程.数值计算结果反映实际规律并和试验结果符合.结果表明,对中心点火方式,在点传火过程初期,膛内压力在径向和轴向上存在较大的压力梯度,当火药全部着火后,药室内压力在径向上逐渐趋于一致.这表明CE/SE方法能够完全模拟瞬态二维两相流动的情况. 展开更多
关键词 CE/SE方法 瞬态二维两相流 内弹道 数值计算
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燃烧室宽度对液态燃料旋转爆轰发动机影响实验研究 被引量：5
13
作者 李宝星 许桂阳 +1 位作者 翁春生 赵凤起 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期372-381,共10页
为了研究燃烧室宽度对液态燃料旋转爆轰发动机工作特性的影响,搭建了气液两相旋转爆轰实验系统,以汽油/富氧空气为工质,氢气/氧气预爆轰管作为点火装置,在不同燃烧室宽度下开展了一系列实验研究,分析了爆轰波的起爆过程,以及燃烧室宽度... 为了研究燃烧室宽度对液态燃料旋转爆轰发动机工作特性的影响,搭建了气液两相旋转爆轰实验系统,以汽油/富氧空气为工质,氢气/氧气预爆轰管作为点火装置,在不同燃烧室宽度下开展了一系列实验研究,分析了爆轰波的起爆过程,以及燃烧室宽度对爆轰波传播特性与发动机推力性能的影响。实验结果表明:点火后,燃烧室内需要经过一个爆燃转爆轰过程才能形成自持传播的爆轰波;爆轰波在不同燃烧室宽度下均以双波对撞模态传播,对应的波速分布在850~1025m/s内,随着当量比增加,波速整体呈增加趋势;当燃烧室宽度减小,波速整体有所降低;不同燃烧室宽度下推力性能存在显著差异,其中燃烧室宽度在16.5mm下,发动机的推力和燃料比冲要明显低于11.5mm和9mm的;随着燃烧室宽度减小,内外壁面边界层在流场中的作用更为突出,降低了发动机推力的稳定性。 展开更多
关键词 燃烧室宽度 液态燃料 旋转爆轰发动机 传播特性 推力性能
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喷管对水下爆轰气泡形态和压力特征影响的实验研究 被引量：1
14
作者 李程 黄孝龙 +2 位作者 李宁 刘威 翁春生 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期38-47,共10页
针对具有不同类型喷管的爆轰管在水下爆轰中形成的燃气射流问题,搭建了爆轰实验平台,研究了单次爆轰过程中尾部喷管对水下气泡形态与压力特征的影响。采用数字粒子图像测速技术对高速摄影机拍摄得到的气泡脉动图片进行流场可视化分析,... 针对具有不同类型喷管的爆轰管在水下爆轰中形成的燃气射流问题,搭建了爆轰实验平台,研究了单次爆轰过程中尾部喷管对水下气泡形态与压力特征的影响。采用数字粒子图像测速技术对高速摄影机拍摄得到的气泡脉动图片进行流场可视化分析,得到各喷管工况下的气泡速度场。为了确认爆轰管内是否形成稳定爆轰波,并观察爆轰波在气液两相界面上的透反射特性,爆轰管尾部安装有2个动态压力传感器,同时在距离喷管一定距离处设置一个水下爆炸传感器,以监测水中传播的压力波。结果表明:扩张喷管工况下的气泡脉动过程与直喷管工况基本一致,但扩张喷管提高了燃气射流速度,气泡膨胀体积更大;因为燃气射流的持续性,收敛喷管工况下的气泡脉动过程具有明显差异,气泡膨胀体积较小,但气泡二次脉动时长相较于一次脉动时长衰减更小;扩张喷管提高了气泡脉动强度,扩张喷管工况下的气泡脉动压力与透射冲击波压力远大于直喷管工况下的气泡脉动压力与透射冲击波压力;收敛喷管工况下的气泡脉动压力与透射冲击波压力都较小,但收敛喷管燃气射流的持续性减缓了气泡脉动压力的衰减速度。相比于直喷管,扩张喷管工况下的气泡脉动时间、气泡脉动压力与透射冲击波压力都更大。收敛喷管工况下的气泡脉动持续时间较短,并且收敛喷管对透射冲击波压力和气泡脉动压力均具有明显的抑制作用。 展开更多
关键词 喷管 水下爆轰 气泡脉动 气泡形态 水下压力
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乙烯对煤粉-氧气爆轰波起爆特性影响机制的实验研究 被引量：4
15
作者 罗永晨 续晗 +2 位作者 张锋 郑权 翁春生 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期754-762,共9页
为实现煤粉连续旋转爆轰发动机的可靠点火,开展乙烯对煤粉-氧气起爆特性的影响机制研究。在初始压力p 0=100 kPa下,采用高能电点火对有无0.5当量比乙烯氛围下的煤粉-氧气混合物开展直接起爆实验研究。点火能量通过测定在空气中高能电火... 为实现煤粉连续旋转爆轰发动机的可靠点火,开展乙烯对煤粉-氧气起爆特性的影响机制研究。在初始压力p 0=100 kPa下,采用高能电点火对有无0.5当量比乙烯氛围下的煤粉-氧气混合物开展直接起爆实验研究。点火能量通过测定在空气中高能电火花产生的爆炸波压强进行计算。计算后发现:采用6.3 J的有效点火能量,煤粉-氧气在不含乙烯的氛围下无法起爆;在此能量下,煤粉-氧气在0.5当量比的乙烯氛围条件下可实现直接起爆;将能量降低为3.6 J,使其低于乙烯-氧气(0.5当量比)混合物的临界起爆能量,虽然乙烯-氧气无法直接起爆,但是在加入煤粉后却可以形成稳定的自持爆轰波。研究结果表明:若要实现煤粉-氧气的直接起爆,则需要添加一定量的助爆气体(如乙烯);煤粉的加入还可以拓宽乙烯-氧气混合物的起爆极限。所得结果可以为煤粉连续旋转爆轰发动机的点火起爆提供理论依据并提供技术支撑。 展开更多
关键词 粉末连续旋转爆轰发动机 爆轰 煤粉 直接起爆 临界起爆能量 气-固两相爆轰
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基于线阵相机的水下射弹动态参数及超空泡演化过程测量方法
16
作者 孙嘉伟 弯港 +2 位作者 顾金良 徐明杰 孔筱芳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2564-2572,共9页
针对水下环境恶劣、光线条件差、难以拍摄并复原高速射弹运动姿态及其超空泡演化过程等问题,采用线阵相机的交汇测量原理,设计基于线阵相机的水下射弹图像采集系统、搭建基于双线阵相机的图像采集靶面,提出一种针对水下高速超空泡目标... 针对水下环境恶劣、光线条件差、难以拍摄并复原高速射弹运动姿态及其超空泡演化过程等问题,采用线阵相机的交汇测量原理,设计基于线阵相机的水下射弹图像采集系统、搭建基于双线阵相机的图像采集靶面,提出一种针对水下高速超空泡目标识别与弹形复原算法。利用超空泡射弹几何关系与相机标定数据推导出射弹过靶坐标、姿态角与过靶速度公式,搭建12.7 mm滑膛枪垂直发射入水实验,对系统的可行性进行验证分析。实验结果表明:该系统能够有效地进行水下射弹图像的快速采集,较完整的对弹形及空泡形态进行分离与复原,解算出射弹水下运动速度、姿态角及超空泡形态参数;系统解算出的速度与同时部署的高速摄像所处理的速度误差在1%以内,证明该系统具有较高的可靠性与实用性。 展开更多
关键词 水下射弹 高速摄像 线阵相机 弹形复原 超空泡 图像处理
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基于BP神经网络的弹射座椅姿态控制律设计
17
作者 王敏 吴威涛 +2 位作者 封锋 陈军 吴明雨 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期86-99,I0002,共15页
为提升第四代弹射座椅低空不利姿态下的救生性能,本文建立了弹射座椅在自由飞阶段的动力学模型和中低速弹射状态的双通道姿态控制模型,提出了一种基于反向传播(back-propogation,BP)神经网络的PID(proportion integration differentiati... 为提升第四代弹射座椅低空不利姿态下的救生性能,本文建立了弹射座椅在自由飞阶段的动力学模型和中低速弹射状态的双通道姿态控制模型,提出了一种基于反向传播(back-propogation,BP)神经网络的PID(proportion integration differentiation)控制器的弹射座椅姿态控制方案,以实现对弹射座椅俯仰和横滚姿态的控制。该方案利用遗传算法设计了弹射座椅姿态控制参数寻优模型,获得部分弹射状态对应的最优PID控制参数映射数据集;基于此数据集,采用BP神经网络建立预测模型,直接预测弹射座椅在中低速弹射状态下所对应的姿态控制PID参数;随后,PID控制器根据这些参数输出燃气舵推力矢量喷管的两组舵偏角数值,燃气舵舵片偏转产生的升力和阻力作用于弹射座椅动力学模型,从而调整弹射座椅在自由飞阶段的姿态。为验证控制效果,采用MATLAB/Simulink仿真软件对所提控制方案在不同初始速度、俯仰角以及滚转角弹射状态下的表现进行仿真测试,通过观察弹射座椅在自由飞阶段的姿态角及角速度变化情况,发现弹射座椅的俯仰和滚转姿态均能在火箭包工作时间内调整回正。结果表明,本文设计的基于BP神经网络的PID控制器可以实现中低速弹射状态下弹射座椅的姿态控制。 展开更多
关键词 BP神经网络 姿态控制 弹射座椅 PID控制参数 数值仿真 气动特性
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基于MPC和RBF神经网络的火箭弹姿态调整策略
18
作者 王琦 易文俊 +2 位作者 管军 高郅泽 徐雷 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期269-276,共8页
火箭弹的精准飞行控制目前是国内外军事领域研究中的一个热点话题。针对火箭弹如何能够更好的打击实现精确打击这一问题,提出一种基于模型预测控制和径向基函数神经网络相结合的火箭弹姿态调整策略。该策略利用模型预测控制算法预测得... 火箭弹的精准飞行控制目前是国内外军事领域研究中的一个热点话题。针对火箭弹如何能够更好的打击实现精确打击这一问题,提出一种基于模型预测控制和径向基函数神经网络相结合的火箭弹姿态调整策略。该策略利用模型预测控制算法预测得到姿态调整所需的最优的电机修正值,然后利用径向基函数神经网络算法实现对电机的快速调节响应,以此达到调整姿态修正弹道的目的。仿真结果表明,舵控系统的调整过程误差小、反应快、跟踪效果良好,整体策略具有优良的控制性能。使火箭弹飞行姿态控制系统的鲁棒性和快速性得到了很大的提高。很好的将模型预测算法与径向基函数神经网络算法的优点结合到了一起。 展开更多
关键词 火箭弹 舵控系统 直流无刷电机 弹道修正 姿态调整 模型预测控制 径向基函数神经网络
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执行主编寄语
19
作者 翁春生 王可 《航空兵器》 北大核心 2025年第1期F0002-F0002,共1页
未来空天飞行对动力装置提出了高效、宽域等工作要求,传统的燃气涡轮发动机、火箭发动机等喷气式动力难以满足上述需求。近年来,组合动力、爆震发动机、电推进等新型推进系统受到广泛关注,已成为航空航天推进领域的研究热点与前沿。经... 未来空天飞行对动力装置提出了高效、宽域等工作要求,传统的燃气涡轮发动机、火箭发动机等喷气式动力难以满足上述需求。近年来,组合动力、爆震发动机、电推进等新型推进系统受到广泛关注,已成为航空航天推进领域的研究热点与前沿。经与主编樊会涛院士共同策划,《航空兵器》面向研究人员推出新型动力技术专题。 展开更多
关键词 燃气涡轮发动机 航空航天 航空兵器 新型动力 电推进 组合动力
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双波对撞模态下的液态燃料旋转爆轰发动机推力测试研究 被引量：23
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作者 郑权 李宝星 +1 位作者 翁春生 白桥栋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期679-689,共11页
在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,分析了双波对撞模态下爆轰波自持的传播特征、时域频域特征和爆轰波高度,测量了发动机模型在双波对撞模态下的一维推力。试验结果表明:在富氧空气(34.3%O_2和65.7%N_2)流量为94... 在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上,以汽油/富氧空气为工质,分析了双波对撞模态下爆轰波自持的传播特征、时域频域特征和爆轰波高度,测量了发动机模型在双波对撞模态下的一维推力。试验结果表明:在富氧空气(34.3%O_2和65.7%N_2)流量为945.3 g/s、汽油流量为84.3 g/s、当量比为0.82的工况下,爆轰波平均传播频率为2.174 k Hz,平均传播速度为1 051 m/s,爆轰波高度在55~70 mm之间,有效推力为607.3 N,单位面积推力8.587×104N/m2,燃料比冲为735.1 s.推力曲线表明:双波对撞模态下发动机推力波动较大,推力围绕推力平均值振荡,稳定工作阶段发动机振动频率与爆轰波传播频率基本一致。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 连续旋转爆轰发动机 汽油/富氧空气混合物 双波对撞模态 时频分析 推力 比冲
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