激光——等离子弧复合焊铝锂合金熔化过程的分析

为了研究激光-等离子弧复合焊熔化过程中的传热和流动特性,建立了针对1420铝锂合金的数值分析模型。在同时考虑表面张力、电磁力和热浮力作用的情况下,利用有限控制容积法求解该模型,得到熔池流场和温度场的数值解,从而直观地反映熔池形状的变化过程,并采用无量纲分析法对不同作用力对熔池传热和流动过程的影响进行定量化研究。分析结果表明：熔深的增长快于熔宽,因为熔深增加的主要机理是小孔效应,而熔宽增加的机理为对流传热作用;表面张力对熔池流动的影响最大,比电磁力的作用大1个数量级,比热浮力的作用大3个数量级;在熔化过程中,对流传热的作用大于热传导作用,心数最大值达7．6。     

地面爆炸条件下框架底层柱的破坏公式推导及数值模拟分析

由于常规武器地面爆炸时在地面附近形成了较为复杂的爆炸冲击波,该冲击波对附近军事目标的破坏非常严重.为便于对地面军事工程结构进行防护研究,有必要对军事工程结构的破坏距离进行预测和评估.在前人研究的基础上采用理论分析和数值模拟方法研究了常规武器地面爆炸条件下对框架底层柱的破坏作用.从理论上推导框架底层柱在遭受地面爆炸冲击荷载时的破坏程度预测公式,同时建立了炸药、空气、土壤和结构于一体的全耦合数值模型对推导公式进行了验证.结果表明理论推导和数值模拟计算结果较为一致,该公式可以为地面军事工程结构防常规武器打击提供一些建议和参考.     

空化射流喷嘴流场的数值模拟

根据角形喷嘴结构特点,建立了喷嘴的物理模型和数学模型.选用к-ε紊流模型,并采用SIMPLEC算法进行数值计算.模拟计算表明,射流进入扩散段后与周围介质发生强烈的剪切作用产生明显的负压,有利于空化气泡的产生.扩散角对喷嘴内部流场影响较大,存在最佳值30°;扩散段长度对喷嘴内部流场也存在影响,初始取值为12 mm;圆柱段长度对喷嘴内部流场影响较小,其取值有一范围2～10 mm,初始取值为4 mm.采用相关的实验数据验证了本模型的可行性.     

伪谱法模拟各向异性/非均匀介质中弹性波的传播

数值模拟一直是研究弹性波在复杂介质中传播问题的有效手段之一。各向异性问题和非均匀问题日益引起关注。伪谱法是近年来发展较快、建立在弹性波动方程基础上的一种数值模拟方法。它的主要特征是将波动方程中的空间微分变换成频域中的乘法运算 ,从而只需要较少的空间格点就可以得到较高的计算精度。介绍了伪谱法及其稳定性条件 ;编制了一个适合于小型工作站或者PC机的模拟地震波在二维各向异性均匀 /非均匀介质中传播的数值模拟程序 ,模拟了各向异性 /非均匀介质中弹性波传播理论 ,分析了裂纹以及各向异性界面对波传播的影响     

VR技术在指挥自动化中的应用

在介绍了虚拟现实技术的概念、组成、特点和指挥自动化系统的组成及其主要功能的基础上 ,提出了将虚拟现实的可视化技术应用到作战指挥控制系统中 ,建立分布式虚拟现实模拟系统 ,以增强战场的逼真性和系统的可视化程度 ,提高指挥员的决策性。     

加权随机模拟的时变可靠性分析方法

针对结构时变可靠性的随机模拟分析方法计算代价大的问题,在极值方法的基础上提出基于加权随机模拟的时变可靠性分析策略.时变可靠性分析需要计算在不同时间处的失效概率,通常需要进行多次可靠性分析,计算代价巨大.所提方法通过对常规静态可靠性的随机模拟方法进行改进拓展,运用加权策略分别发展了加权蒙特卡洛法和加权重要抽样法,使之能够...     

六分位探测引信战斗部起爆控制的建模及仿真

为了满足定向战斗部在引战配合时的起爆控制要求,针对定向战斗部预制破片的飞散规律,提出了一种基于六分位激光引信探测定位的起爆控制建模方法。该方法通过六分位激光探测模型对目标方位的准确识别,实现对定向战斗部起爆方位的控制。为了研究不同起爆方式对战斗部威力的影响,利用LS＿DYNA有限元仿真软件,模拟研究了在不同起爆方式下战斗部的破片飞散规律,找到最佳起爆控制方位。仿真结果表明：偏心60°双线起爆下定向破片速度增益为9.32%,定向毁伤区域约为120°;偏心120°双线、三线和等距三线起爆下定向破片速度增益分别为8.44%、10.56%和11.53%,定向毁伤区域约为60°。建立的探测模型可以与定向战斗部的起爆控制有效配合,达到对目标的最佳毁伤。     

充气式返回舱化学非平衡仿真分析

采用空气五组分模型对充气式返回舱的气动特性进行了化学非平衡数值模拟研究,考察了返回舱外形变化对流场温度和压力的分布以及壁面热流密度和压强的影响,分析了流场中组分分布情况。研究结果表明,外形变化在总体上对返回舱流场特性影响较小,会使舱体壁面处的热流密度有所增加;对流场组分分布的研究发现,由于N₂比O₂更难解离,在整个流场中N的摩尔分数远低于O的摩尔分数;在目前的计算条件下,沿轴线和壁面的氮氧比与来流基本保持一致。仿真结果在总体上与实验结果符合较好,验证了仿真模型的可靠性。     

油料保障能力评估数值模拟方法

以战时油料保障作为需求牵引,提出了油料保障能力评估的思路,建立了油料保障能力评估指标体系和基于三角分布的数值模拟评估模型,运用Monte Carlo模拟方法对该问题进行了求解,并给出了应用实例。应用结果表明,该数值模拟方法能够较好地解决油料保障能力评估问题。     

美国高超声速数值模拟进展综述

高超声速飞行器的发展在高超声速转捩、稀薄气体流动、超声速燃烧、气动力/热预测等方面对数值模拟提出了特殊的要求,推动了高超声速数值模拟技术的发展。近年来,美国在高超声速武器发展方面,明确了发展多型高超声速助推滑翔导弹和吸气式巡航导弹,高超声速飞机相关研究也在并行进行中。高超声速数值模拟研究手段有力地推动了这些研究工作的开展。美国重视在顶层规划上提升高超声速数值模拟整体能力,拟制了很多发展规划,组建了合作研究机构;针对性发展大量模型与方法,提高了高超声速数值模拟软件能力;广泛开展地面和飞行试验验证,提升了高超声速数值模拟的可靠性。美国发展高超声速数值模拟能力的部分做法可为我国提升高超声速武器装备水平提供借鉴。