文档介绍：中北大学
毕业设计开题报告
学生姓名:
学号:
学院、系:
机电工程学院动力机械系
专业:
武器系统与发射工程
设计题目:
122mm火炮炮口流场计算机仿真
指导教师:
2011年 3 月 7 日
毕业设计开题报告
,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:
文献综述
Fluent介绍
Fluent是用于计算流体流动和传热问题的程序,含有多种传热燃烧模型以及多相流模型,可应用于从可压到不可压、从低速到高超音速、从单相流到多相流、化学反应、燃烧、气固混合等几乎所有与流体相关的领域,是目前国际上比较流行的商用CFD(计算流体力学)软件[1] 。
Fluent 在国防、航空航天、机器制造、汽车、船泊、兵器、电子、铁道、石油天然气、材料工程等方面都有着广泛的应用。采用基于完全非结构化网格的有限体积法,而且具有基于网格节点和网格单元的梯度算法,定常/非定常流动模拟;软件中的动/变形网格技术主要解决边界运动的问题,用户只需指定初始网格和运动壁面的边界条件,余下的网格变化完全由解算器自动生成[2]。FLUENT软件包含三种算法:非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法,以及丰富而先进的物理模型,使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型。从用户需求角度出发,针对各种复杂流动的物理现象,Fluent 软件采用不同的离散格式和数值方法,开发了适用于各个领域的流动模拟软件,软件之间采用了统一的网络生成技术及共同的图形界面,而各软件之间的区别仅在于应用的背景不同,因此大大方便了用户。对每一种物理问题的流动特点,有适合它的数值解法,用户可对显式或隐式差分格式进行选择,以期在计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳[3] 。
将不同领域的计算软件组合起来成为CFD计算机软件群,软件之间可以方便地进行数值交换,并采用统一的前、后处理工具,这就省却了科研工作者在计算方法、编程、前后处理等方面投入的重复、低效的劳动,而可以将主要精力和智慧用于物理问题本身的探索上[4] 。
Fluent在兵器科学中的应用
现代战争要求火力打击的精确性,火炮作为重要的常规兵器,如何提高其打击的精度成为火炮研究的一个重要方向[5]。在火炮发射的整个过程中,弹丸出膛口时膛内残留的高温、高压、高速气体对弹丸的速度和攻角都有明显的影响,特别是对于多管火炮而言,膛口周围流场的相互作用对其发射精度将产生很大的影响[6]。因此,如何模拟弹丸出膛口时其周围的流场成为研究的重点,对提高火炮尤其是多管火炮的打击精确性具有重要的指导作用[7]。
国内的膛口流场工作起步比较晚,但国内学者针对膛口流场问题也开展了大量的研究工作[8,9]。李鸿志院士于1977年对炮口流场和炮口冲击波的分布情况及形成机理进行了研究,并探讨出了减小冲击波的途径。然后又对带炮口装置的炮口流场和冲击波的形成机理也进行了研究,得出了诸多宝贵结论[10]。尤国钊等人用二阶精度的FcT方法计算了含弹丸的膛口流场,将有限体积离散和黎曼解算器相结合,简化了计算工作,马大为实现了高阶精度数值方法在膛口流场中的应用,获得了清晰的非定常流场波系。为以后研究奠定了坚实的基础[11]。
目前对膛口流场的研究可以应用计算流体力学软件——FLUEN