Numerical investigation on free air blast loads generated from center-initiated cylindrical charges with varied aspect ratio in arbitrary orientation

In current guidelines, the free air blast loads (overpressure and impulse) are determined by spherical charges, although most of ordnance devices are more nearly cylindrical than spherical in geometry. This may result in a great underestimation of blast loads in the near field and lead to an unsafe design. However, there is still a lack of systematic quantitative analysis of the blast loads generated from cylindrical charges. In this study, a numerical model is developed by using the hydrocode AUTODYN to investigate the influences of aspect ratio and orientation on the free air blast loads generated from center-initiated cylindrical charges. This is done by examining the pressure contours, the peak overpressures and impulses for various aspect ratios ranged from 1 to 8 and arbitrary orientation monitored along every azimuth angle with an interval of 5°. To characterize the distribution patterns of blast loads, three regions, i.e., the axial region, the vertex region and the radial region are identified, and the propagation of blast waves in each region is analyzed in detail. The complexity of blast loads of cylindrical charges is found to result from the bridge wave and its interaction with primary waves. Several empirical formulas are presented based on curve-fitting the numerical data, including the orientation where the maximum peak overpressure emerges, the critical scaled distance beyond which the charge shape effect could be neglected and blast loads with varied aspect ratio in arbitrary orientation, all of which are useful for blast-resistant design.     

平板湍流边界层内气泡流流动实验研究

在低湍流度水槽里 ,利用片光源显示了平板气液两相湍流边界层内气泡流的流场结构 ,研究了平板安装位置、来流速度、喷气方式等参数对湍流边界层内气泡流的影响 .利用激光测速技术测量了平板水平放置时气泡流最外缘处的水平速度及厚度 .结果表明 :平板喷气减阻的原因在于喷气改变了平板湍流边界层的流动结构 ,抑制了湍流     

用能量法确定层状复合材料疲劳裂纹的扩展方向

含裂纹体疲劳寿命的预测,必须首先了解裂纹扩展路径的全过程,而在层状复合材料中,裂纹扩展的路径非常复杂,不仅可以拐弯,而且可以分叉.因此,首先提出一个简单、适用、统一的裂纹扩展方向的相对强度准则,即应变能释放率比值判据;然后,利用有效解决高梯度问题的数值方法--任意线法,对实测试件的关键时刻(例如,拐弯或进入界面),进行了数值分析;并对典型试件进行了疲劳断裂实验研究.3方面的结果,得到相互的验证.这种一致性,不仅初步证明了这一方法的正确性和适用性,而且为疲劳裂纹扩展全过程的解决,提供了必要的基础.     

二维抛板极限速度的相似性与古尼公式的采用

本文分析影响被炸药驱动下抛板极限速度的重要因素,讨论了一些经验公式的适用范围;提出了根据二维抛板的数值计算得到的两个重要规律:①在炸药与抛板的质量比相同的情况下,抛板的极限速度之间具有一定的相似关系;②修正的古尼公式可用来计算二维抛板的极限速度。     

激光推进发动机与激光发射弹道主要参数分析

激光推进是一种应用前景广阔的先进推进技术。讨论了激光推进发动机性能参数,飞行器在无大气阻力并忽略地球曲率和自转条件下发射与入轨所要求的最佳比冲,激光平均功率与电网能量消耗等问题。指出用激光发射微小卫星可以得到高质量比,激光推进发动机最优的比冲为12 240m/s。     

气液比对液体中心式气液同轴离心喷嘴燃烧过程的影响

为了分析气液比对液体中心式气液同轴离心喷嘴燃烧过程的影响,针对一台采用液体中心式气液同轴离心喷嘴的燃气发生器在不同气液比下进行热试,并对试验结果进行深入分析。结果表明:随着气液比的增加,燃烧过程存在三种状态——稳定燃烧、稳定燃烧过渡到低频不稳定燃烧、低频不稳定燃烧。这种低频不稳定燃烧与供应系统的振荡无关,是由气液比增加造成三岔火焰远离喷注面板,当三岔火焰到达喷雾撞击点后火焰稳定性降低,使得火焰在回流区内前后振荡引起的。     

协方差压缩感知逆合成孔径雷达成像技术

为解决低信噪比条件下短观测时间雷达成像问题,提出一种基于回波协方差矩阵处理的压缩感知逆合成孔径雷达成像技术。该方法构建了回波协方差矩阵层面下的压缩感知问题模型,并通过特定的线性变换降低环境噪声对成像结果的影响。在仿真实验中,通过处理短观测时间和低信噪比条件下的模拟回波数据,该方法获得比传统压缩感知方法像质更好、对比度更强的目标成像结果。同时,其成像结果的目标背景比和背景噪声能量两个雷达图像评价指标都优于传统方法,进一步验证了该方法的有效性。     

变速跳频通信抗跟踪干扰性能的研究

针对常规跳频通信抗跟踪干扰能力差的问题,分析跟踪干扰原理,提出变速跳频通信。建立数学模型,在干扰容限、压制比和追踪概率方面进行理论分析,分析变速跳频通信抗跟踪干扰对误码率的性能,并用MATLAB进行仿真验证。     

滑翔增程弹滑翔弹道优化设计分析

针对鸭式布局的滑翔增程弹,建立了滑翔增程弹滑翔弹道的模型,采用使滑翔弹道上每一点的升阻比最大的设计思想进行弹道优化设计,导出了俯仰舵偏角与平衡攻角的表达式,并对滑翔飞行弹道特性进行了仿真计算分析.仿真计算表明,滑翔弹道与常规弹道降弧段相比下降趋缓,增程效果显著.     

均匀设计法在建立PELE爆裂效应关系模型中的应用

为了研究钢壳体PELE爆裂效应与影响因素之间的数学关系,对钢壳体PELE侵彻钢板进行了数值仿真和试验。采用均匀设计法设计仿真工况,将仿真结果进行回归分析,得出爆裂效应与影响因素之间的数学关系式,实弹侵彻实验结果与仿真结果基本吻合。研究表明,影响因素均与壳体爆裂长度成非线性关系,增大靶板厚度、弹芯长度和着速或减小壳体厚度均有利于提高钢壳体的爆裂效应。相关结论为PELE的工程设计和应用提供了理论基础。