警用脉冲防暴水炮发射管内的建模与仿真

建立了基于气体动力学理论、力学基本定律及因次分析方法的求解脉冲防暴水炮发射管内压力,水柱速度及摩擦力的计算模型。以某型水炮为例算得了最大理论出口平均速度和出口压力,利用fluen t软件对炮管发射状态进行了管内模拟,得到气液界面的演化图像,及出口平均速度曲线和管内压力云图,验证了所得模型用于管内计算的准确性。该组数学模型对于水炮的实验展开及优化设计有着重要的指导意义。     

警用脉冲防暴水炮新型喷嘴内部流场的大涡模拟

根据新型喷嘴的结构特点,构建了喷嘴的物理模型和数学模型,并采用Fluent6．2．16软件中的LES模型对喷嘴流场进行数值计算。模拟结果表明：射流进入喷嘴收缩段后会发生强烈的剪切作用,引起流场速度和压力的急剧变化。收缩角对喷嘴内部流场的影响较大,本模型中收缩角优化值取30°,圆柱段长度对喷嘴内部流场也存在影响,本模型中该长度优化值取32mm。     

Brill流型的脉冲防暴水炮发射管内气液两相流流型

搭建了脉冲防暴水炮气液两相流动力研究的模化实验平台,对水炮发射管进行可视化研究的改装,通过高速摄影机来拍摄发射管内气液两相流气液界面运动的行为。简化了水炮的三维物理模型,应用OpenFOAM软件自带的大涡数值模拟模型(LES)对发射管内气液两相流进行流场仿真,得到了流型的演变过程。数值模拟结果显示脉冲防暴水炮发射管内气液两相动力过程的流型演变规律为:开始阶段为冲击流,但持续时间极为短暂;然后演变为环状流,持续时间较长;最后为气液掺混阶段的雾状流。数值模拟结果与实验结果吻合良好。     

脉冲防暴水炮炮管内湍流流场的大涡模拟

脉冲防暴水炮对于群体性骚乱事件的有效处置作用重大,为提高其刺激剂雾化效果及最大有效射程,奠定外流场研究的基础,进行了炮管内湍流流场的大涡模拟。并将结果与RAN S的模拟结果做了比较,两者均受重力影响,炮管内速度梯度较大区域在气嘴出口处,水柱段速度基本相等。RAN S模型的速度场呈对称分布,因对速度进行了均化处理,导致各处速度波动不大,其气液界面较为理想化,气液参混区域较短。而LES模型,速度场分布不规则,速度表现为总体朝向出口的各向异性。气液参混区较大,与理论分析情况比较相近。结论说明LES模型可以更为准确地描述炮管内的湍流分布,且是研究管内流型的一种较好的方法。     

脉冲防暴水炮非淹没气体射流的RANS和LES模拟

为提高脉冲防暴水炮刺激剂的雾化水平,必须提高射流的出口速度和改善雾化带形状,而这些因素与管内非淹没气体射流的湍流流场息息相关。为准确描述湍流分布和水柱加速过程,对脉冲防暴水炮的非淹没气体射流进行了RANS和LES模拟。结果表示LES模型较RANS的标准k-ε模型能更为精确地描述湍流分布和管内非淹没气体射流速度的各向异性。但两者对于水柱加速过程的描述基本一致,只是由于LES模型的气液参混较为充分,气液速度相差较小,而可能导致两模型气体在喷口膨胀规律的异同。LES模型气液界面复杂,是用于研究管内气液流型的理想方法。该方法为三维模拟打下了较好的基础,所得结果可以作为管外射流研究的初始条件。     

各式防暴水炮警用领域应用及研究现状

防暴水炮作为集群式暴乱事件的有效处置装备,在国内外许多警用领域得到了长足的发展,但各种装备都有着难以攻克的弱点。文章通过分析研究,指出了现有装备的不足,并介绍了国外的研究方向和动态。提出应将固定式防暴水炮引入重点设施,以弥补国内的使用空白。     

防暴火箭弹发射器虚拟样机建模及仿真分析

以某型防暴火箭弹发射器为研究对象,应用CAD建模软件和动力学仿真软件建立了虚拟样机模型。对其单射和齐射两种状态时的发射装置进行了仿真,将振动仿真结果试验数据进行了比较,二者十分吻合。验证了将虚拟样机技术引入防暴武器研究领域的可行性,为进一步仿真研究和试验奠定了基础。     

脉冲轮廓建模仿真与去噪

脉冲轮廓是脉冲星的一个重要物理特性,是脉冲星导航的关键观测量。为深入研究脉冲轮廓的理论特性,建立了脉冲星的标准脉冲轮廓数学模型与观察脉冲轮廓数学模型,用指数函数拟合了蟹状星云脉冲轮廓的轮廓函数,并以此为基础模拟了蟹状星云的标准脉冲轮廓。通过模拟非齐次泊松随机打靶实验获得了光子到达时间的仿真测量值,模拟了蟹状星云的观察脉冲轮廓,仿真结果表明该模型能很好地描述巡天观测的脉冲轮廓。对含噪声的脉冲轮廓进行小波阈值去噪,通过数值分析,认为GCV阈值去噪方法对观测脉冲轮廓有很好的去噪效果。     

防暴驱散车的设计研究

根据当前大规模群体性突发事件对驱散装备在作战效能、防护能力、机动性能、勤务性能等方面提出的新要求,探讨研发一种新型防暴驱散车,在其功能设定、方案选择、主战装备等的设计上进行了分析研究,给出了满足使用要求的技术途径和设计方案。     

消防部队参与防暴反恐技术研究

分析了我国面临的反恐形势和消防部队参与防暴、反恐任务的便利条件及存在的问题 ,提出了消防部队研究防暴、反恐技术的技术路线 ,全面提高消防部队处置恐怖袭击事件的快速反应能力。     

数学建模与创新能力的培养

通过开展数学建模教学 ,将数学教学与解决实际问题有机结合起来 ,培养学生创新能力     

系统建模技术初探

为了对系统建模技术有一个总体认识,本文采用归纳和分析的方法,对系统建模技术的体系结构进行了初步探讨。     

防暴驱散车武器配置设计及作战效能评估

从武警部队执行中心任务需求出发,分析了防暴驱散车的功能要求,提出了防暴驱散车作战武器配置方案,建立了防暴驱散车作战效能评估模型。运用模糊层次分析法,通过模糊互补判断矩阵及最小方差算法,将定性分析与定量分析相结合,实现了对防暴驱散车作战效能的评估。     

从数学建模开始的对应用数学教学的反思

本文讨论了在数学建模中暴露出的若干应用数学中的教学问题,其中一些问题涉及到某些数学基础     

消防设备的费用估算

通过对防火设备、灭火装备的费用估算,介绍如何利用数学建模的方式进行消防设备费用估算的具体方法,并对火灾过程中装备费用的精确估算方法进行了初步探讨.     

基于数学建模的油罐容积表校正

油罐在使用过程中因地基下沉、地震、管线存油、发油频繁等因素的影响,往往会出现变位,造成计量不准,需要对油罐容积表进行校正,数学建模法可较好地解决油罐变位后油罐容积表的校正问题。由建立的油罐数学模型得到无变位时的罐容表,经过实际数据检验和分析得出误差因子。分析误差因子的由来,利用误差因子修正变位后模型,根据修正后的变位模型得出变位容积表。     

一种新型主动式波浪补偿系统的原理及数学建模

基于差动行星齿轮传动机构,提出了一种新型主动式波浪补偿系统。介绍了波浪补偿的系统组成,在分析差动行星轮系调速特性的基础上,阐述了波浪补偿系统的工作原理和补偿机制。根据波浪补偿的两个主要目的,按照从补给船吊装载荷到被补给船的整个工作过程,建立了波浪补偿系统的数学模型,为实现系统的计算机控制提供依据。     

基于节点方程的舰船电力系统数学建模

针对舰船电力系统的特点,建立了发电机、电动机等负载的电流微分方程组,并推导出其导纳、剩余电流微分量的表达式.根据基尔霍夫电流定律,建立了基于节点电流微分平衡关系的节点方程.在系统数学建模基础上,得到了舰船电力系统动态过程的计算方法.