收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

潜射导弹水下发射及出水过程三维数值研究

杨晓光  
【摘要】: 潜射导弹的发射技术越来越受到各军事强国的关注,特别是由于潜艇在我国国防军事中的地位而使潜射导弹的发展更受重视。出水过程是潜射导弹能否成功发射的关键,各国均有因出水过程的干扰而导致发射失败的先例。出水阶段涉及两相交界,弹体会受海流、波浪和风速的综合影响,而气、水对导弹的作用特性差异很大,导弹受力会发生突变,其力学环境非常复杂。 本文基于Fluent软件提供的物理数学模型,对潜射导弹的水下运动及出水过程进行了数值仿真。运用动网格技术实现导弹运动后计算域变形网格重构的计算,运用VOF(Volume of Fluid)模型模拟气、水交界面在导弹出水过程中的变形情况。基于三维的六自由度的模拟实现了流体力学和导弹刚体力学的耦合计算。本文对非结构化动网格划分进行了改进,采用了非结构化动网格和结构化静网格的综合求解,在精度相同的前提下,明显缩短了计算周期。探讨了三维计算和二维计算的区别,揭示了三维计算的优越性和合理性。在三维计算的基础上,对无动力潜射导弹水下运动和出水过程进行了系列仿真,探讨水深、潜艇速度、弹射速度对导弹水下和出水过程中运动学特性和动力学特性的影响。同时,对波浪的三维数值模拟进行了研究,得到了与理论相符的仿真结果。在以上计算的基础上,研究了波浪载荷对潜射导弹出水过程中姿态的影响。 结果表明潜射导弹在不同水深相同的其它发射条件下其运动学参数和动力学参数的变化呈一定的模式化,变化规律基本相同,水深对导弹的影响主要体现在弹体应力方面;潜艇速度会明显改变导弹水下及出水后的姿态角,且其影响会随着水深的加大而放大。潜艇速度使弹道发生弯曲,弹体周围的漩涡结构明显不对称;弹射速度使导弹头部的高压和肩部的低压更加明显,肩部是易产生空泡的区域;同时,不管有无弹射速度,导弹水下运动阶段其轴向速度都会趋于一个平衡值;波浪对导弹的影响受波向、波高、出水速度、出水相位、出水姿态等因素的影响,有一定的随机性,本文研究的出水相位在波谷段,导弹出水后发生了明显与波向相反的偏移。最后本文对弹射方案与实验进行了对比,结果与实验相符,表明这种计算方法具有较高精度,可对水弹道和出水弹道预测提供指导意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 伍之前,李本昌,陆铭华,臧忠伟;潜射反舰导弹弹道仿真的建模与实现[J];导弹与航天运载技术;2004年05期
2 卢文忠;张磊;;潜射导弹中的容错控制技术[J];海军航空工程学院学报;2008年05期
3 程明文;刘勇志;徐显强;;初始对准误差对导弹自控终点误差影响分析[J];兵工自动化;2010年04期
4 高峰;;水下发射导弹有多难[J];知识就是力量;2011年06期
5 黄向明;;国外潜射导弹的现状和发展趋势(一)[J];现代军事;2000年03期
6 赵颖;美成功进行三叉戟1(C4)型潜射导弹试验[J];导弹与航天运载技术;2002年01期
7 罗金玲,何海波;潜射导弹的空化特性研究[J];战术导弹技术;2004年03期
8 权晓波;魏海鹏;孔德才;李岩;;潜射导弹大攻角空化流动特性计算研究[J];宇航学报;2008年06期
9 杨玉堃;;俄罗斯潜射战略弹道导弹的发展与前景[J];导弹与航天运载技术;2009年02期
10 吴小宁;;俄罗斯潜射导弹的气体流体动力试验场[J];强度与环境;2009年03期
11 姚奕;聂永芳;冯林平;;潜射导弹运载器水下发射关键技术研究[J];飞航导弹;2010年02期
12 刘乐华;张宇文;袁绪龙;;潜射导弹垂直出水流场数值研究[J];弹箭与制导学报;2004年S3期
13 陈智勇;;从载荷工况出发浅析质量技术控制点前移的作用[J];导弹与航天运载技术;2009年02期
14 崔奇伟;王瑞臣;;潜射导弹变深度发射能力浅析[J];舰船电子工程;2010年07期
15 孙嘉陵;;“三叉戟”Ⅱ导弹各级发动机即将开始生产[J];中国航天;1983年12期
16 景远来;潜艇艇长发奇想 潜射导弹起胎胚[J];太空探索;1996年05期
17 郑伟;汤国建;;潜射弹道导弹定位定向误差传播模型[J];飞行力学;2007年04期
18 魏海鹏;郭凤美;权晓波;;潜射导弹表面空化特性研究[J];宇航学报;2007年06期
19 黄岳;崔奇伟;马暄;刘丙杰;;横浪对潜射导弹出水姿态的影响[J];四川兵工学报;2010年08期
20 郑帮涛;;潜射导弹出水过程水弹道及流体动力研究进展[J];导弹与航天运载技术;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 王仕成;邓方林;;潜射导弹起始段建模方法研究[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
2 李文龙;徐亦凡;李博;;水下连续发射导弹时潜艇深度与姿态控制仿真[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
3 刘兆;刘玉标;程载斌;申仲翰;;导弹潜射过程的流体动力载荷仿真[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
4 何乾坤;张嘉钟;王聪;曹伟;魏英杰;;潜射导弹水下发射的模态研究[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
5 贾力平;康顺;;基于FINE/Marine的水面高速航行器的水动力数值模拟[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
6 毛鸿羽;;潜射飞航导弹流体动力的研究与发展[A];钱学森技术科学思想与力学论文集[C];2001年
7 刘贡辉;杨胜宽;马明峰;李显军;;电磁线圈弹射技术研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 白瑜亮;多介质环境下潜射导弹动力学及非线性控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹鸿超;发射环境及结构参数对潜射导弹出筒载荷影响分析[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 乐光明;潜射导弹出水姿态与载荷特性分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 孙树森;基于统计能量法的潜射导弹振动噪声分析研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 高娜;导弹水下发射内流场的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2007年
5 刘行;多级壳体结构力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 姜涛;波浪模拟及其对航行体出水过程的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 彭正梁;运载器水下发射及弹器水面分离弹道计算[D];中国舰船研究院;2011年
8 程嘉欢;低速潜器在连续冲击载荷下的水动力研究[D];上海交通大学;2013年
9 张素宾;高速航行体通气空泡流动研究[D];上海交通大学;2011年
10 陈帅;三维水下超声速气体射流的实验研究[D];浙江理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 理查德·韦茨 美国合众国际社 美国华盛顿智囊机构哈德逊研究所高级研究员、《世界政治观察》网站资深编辑 本报特约编译 何适;航母和潜射导弹是俄军两大“软肋”[N];世界报;2008年
2 李成蛟 李伟;台湾潜射导弹实力透析[N];中国国防报;2011年
3 新华社记者 陈万军 吴登峰;共爱潜射导弹,习惯“浪花上的约会”[N];新华每日电讯;2009年
4 张西成  ;“小人物”同样有大作为[N];解放军报;2004年
5 胡宝良;航拍首枚潜射导弹弹着点始末[N];解放军报;2010年
6 王庆平 李文盛;成也卫星 败也卫星[N];中国国防报;2004年
7 吴登峰 李德 李丁;深海锻长剑[N];新华每日电讯;2011年
8 王进举;“轻舟”飞过挫折[N];中国国防报;2004年
9 张孝忠 李伟;法国核导弹准备升级[N];中国国防报;2001年
10 本报特约记者 钟魁润 本报通讯员 方立华 曹结余;骑鲸蹈海的水下骄子[N];法制日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978