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某埋头弹火炮复合型减后坐技术研究
1
作者 彭碧荣 薛晓春 +3 位作者 曹永杰 黄磊 余永刚 王宏金 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期243-252,共10页
为解决某40 mm埋头弹火炮炮口动能大导致系统后坐力过大的问题,提出一种将炮口制退器、膨胀波技术两者有机结合的复合减后坐技术。基于此技术,建立了埋头弹膨胀波火炮的内弹道方程,分析了其内弹道时期膛内压力、速度和身管受力等随时间... 为解决某40 mm埋头弹火炮炮口动能大导致系统后坐力过大的问题,提出一种将炮口制退器、膨胀波技术两者有机结合的复合减后坐技术。基于此技术,建立了埋头弹膨胀波火炮的内弹道方程,分析了其内弹道时期膛内压力、速度和身管受力等随时间的变化规律。并在此基础上,基于三维非定常Navier-Stocks方程,结合动网格技术,对该埋头弹火炮后效期的膛口流场进行了数值模拟,重点揭示了火药燃气流动对制退器受力特性的影响,并对比分析含有该复合减后坐技术与不含该技术的两种埋头弹火炮在整个内弹道及后效期的后坐力和后坐冲量变化特性。研究结果表明,在保持弹丸初速不变的情况下,采用该复合减后坐技术可以有效降低埋头弹火炮的后坐力,将后坐冲量从1720.36 N·s降低至306.04 N·s,减后坐效率达到82.2%。 展开更多
关键词 埋头弹火炮 膨胀波技术 炮口制退器 减后坐 后坐冲量
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内埋式航炮膛口偏流装置效能分析
2
作者 蔺子豪 李强 +2 位作者 周栋 梁兴旺 孙志群 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第1期99-107,共9页
以CFD数值模拟软件为平台,基于计算流体力学的数值模拟方法,利用三维建模软件建立了内埋式航炮发射时炮口射流的仿真模型。通过对内埋式航炮膛口流场特性的研究,分析了膛口流场对炮口附近飞机蒙皮和机身结构炮振的影响,设计了膛口偏流... 以CFD数值模拟软件为平台,基于计算流体力学的数值模拟方法,利用三维建模软件建立了内埋式航炮发射时炮口射流的仿真模型。通过对内埋式航炮膛口流场特性的研究,分析了膛口流场对炮口附近飞机蒙皮和机身结构炮振的影响,设计了膛口偏流减压装置,并验证了其合理性。得到了在膛口流场的作用下,飞机蒙皮和舱门表面的压力分布规律。对航炮发射时膛口流场的仿真分析包括考虑加装偏流装置和不加装偏流装置两种情况。结果表明:加装偏流装置能够降低内埋式航炮膛口附近所产生的曲面激波的强度,并且能够改变曲面激波扩散的方向,有效减小了航炮上飞机蒙皮和舱门表面的压力,降低了激波对其造成的损害。 展开更多
关键词 计算流体力学 膛口流场 内埋式航炮 数值模拟 偏流装置
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高射速转管炮多功能膛口装置分析
3
作者 林会峰 王惠源 +2 位作者 李一民 汪前进 渠慧娴 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期161-168,共8页
针对新型高射速转管炮发射时后坐力高、外能源驱动功耗大的问题,设计了一种多功能膛口装置,利用膛口火药气体能量为高射速转管炮提供制退及助旋作用。利用Fluent软件对膛口装置进行了三维仿真模拟。基于仿真得到的膛口流场,分析膛口火... 针对新型高射速转管炮发射时后坐力高、外能源驱动功耗大的问题,设计了一种多功能膛口装置,利用膛口火药气体能量为高射速转管炮提供制退及助旋作用。利用Fluent软件对膛口装置进行了三维仿真模拟。基于仿真得到的膛口流场,分析膛口火药气体的分布及激波的形成过程。仿真过程中监测膛口装置受力和侧孔射流参数,计算其制退效率为53.03%,同时可提供助旋平均力矩1442.17 N·m。建立转管武器后坐运动简化模型,计算连发状态下转管武器后坐运动特性,结果显示添加膛口装置后,最大后坐阻力从191 kN减小到127 kN,最大后坐位移从10 mm减小到4.3 mm。 展开更多
关键词 转管炮 膛口装置 制退 助旋 CFD 内弹道 后坐运动
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双管自动迫击炮齐射炮口流场分析
4
作者 袁家绪 王惠源 +2 位作者 渠慧娴 于家辉 王童语 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期191-195,共5页
为分析双管自动迫击炮齐射时炮口流场对弹丸产生的影响,运用经典内弹道模型对迫击炮发射的膛内平均压力及弹丸速度进行计算,利用三维非定常Euler方程,采用动态分层技术的结构化动网格方法,处理弹丸运动引起的网格变化,建立炮口流场模型... 为分析双管自动迫击炮齐射时炮口流场对弹丸产生的影响,运用经典内弹道模型对迫击炮发射的膛内平均压力及弹丸速度进行计算,利用三维非定常Euler方程,采用动态分层技术的结构化动网格方法,处理弹丸运动引起的网格变化,建立炮口流场模型,对该双管速射迫击炮发射过程中炮口流场的变化进行数值模拟与分析。研究表明:弹丸出炮口后,火药燃气迅速膨胀,2个流场相互叠加干扰产生局部高压区域,并且相互叠加的流场使弹丸产生的侧向合力,最大侧向力达350.6 N,会对双管自动迫击炮齐射时的射击精度产生影响。 展开更多
关键词 齐射 炮口流场 内弹道 后效期 动网格
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膛口装置三维流场的数值模拟及制退效率计算 被引量：27
5
作者 张焕好 陈志华 +1 位作者 姜孝海 韩珺礼 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期513-519,共7页
基于三维非定常Euler方程,结合高精度Roe格式以及结构化动网格技术,对弹丸飞离开腔式膛口制退器过程中膛口流场的发展过程进行了数值模拟。根据数值计算结果,讨论了制退器内流场复杂三维瞬态效应的主要特征,与膛口流场的试验阴影照片相... 基于三维非定常Euler方程,结合高精度Roe格式以及结构化动网格技术,对弹丸飞离开腔式膛口制退器过程中膛口流场的发展过程进行了数值模拟。根据数值计算结果,讨论了制退器内流场复杂三维瞬态效应的主要特征,与膛口流场的试验阴影照片相吻;根据数值计算结果对开腔式制退器的制退效率进行了计算,其结果与相关试验计算结果相符。文中方法对制退器的总体性能设计具有参考意义。 展开更多
关键词 流体力学 膛口流场 数值模拟 膛口制退器 制退效率
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基于ALE方程及嵌入网格法的膛口流场数值模拟 被引量：22
6
作者 姜孝海 李鸿志 +1 位作者 范宝春 陈志华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1512-1515,共4页
采用基于ALE(Arbitary Lagrangian-Eulerian)方程的动网格和嵌入网格法及二阶精度Roe方法,对膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果,详细讨论了初始流场、火药燃气流场的形成与发展以及与弹丸的耦合和相互作用过程,并与膛口流场的实验... 采用基于ALE(Arbitary Lagrangian-Eulerian)方程的动网格和嵌入网格法及二阶精度Roe方法,对膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果,详细讨论了初始流场、火药燃气流场的形成与发展以及与弹丸的耦合和相互作用过程,并与膛口流场的实验阴影照片进行了对照,两者在定性上是吻合的。 展开更多
关键词 流体力学 膛口流场 数值模拟 实验阴影 动力学过程
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高速弹丸穿越不同制退器时的膛口流场波系结构研究 被引量：19
7
作者 张焕好 陈志华 +1 位作者 姜孝海 韩珺礼 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期623-629,共7页
基于二维非定常Euler方程,结合高精度Roe格式及结构化动网格技术,对弹丸从膛底飞离不同膛口装置过程中膛口流场的发展过程进行了数值模拟。数值计算结果清晰地揭示了光膛口以及分别加装开腔式和多孔制退器后膛口流场的不同波系结构,同... 基于二维非定常Euler方程,结合高精度Roe格式及结构化动网格技术,对弹丸从膛底飞离不同膛口装置过程中膛口流场的发展过程进行了数值模拟。数值计算结果清晰地揭示了光膛口以及分别加装开腔式和多孔制退器后膛口流场的不同波系结构,同时计算纹影图清楚地显示了其与弹丸相互作用及演变过程。计算结果与本课题组先前相关试验阴影照片相符。另外,根据数值流场结果,详细探讨了制退器降低后坐冲量的机理与膛口周围超压区域的分布,为制退器改进设计提供重要参考。 展开更多
关键词 流体力学 膛口流场 膛口制退器 数值模拟 膛口冲击波
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膛口初始流场对火药燃气流场影响的数值研究 被引量：16
8
作者 郭则庆 王杨 +1 位作者 姜孝海 李鸿志 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期663-668,共6页
枪炮发射时,身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场,它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响,甚至会降低射击精度。因而,研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限... 枪炮发射时,身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场,它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响,甚至会降低射击精度。因而,研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限体积方法,利用AUSM+格式和分区结构化贴体网格对含有复杂形状弹丸的膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果绘制的计算阴影图与实验阴影照片符合较好。分别计算了有、无初始流场两种条件下的流场发展过程,详细比较讨论了它们的流场结构与参数特征。结果表明,初始流场的存在是火药燃气流场形成冠状冲击波的必要条件。同时,含有初始流场条件下的近膛口区域最大滞止压力相对于无初始流场条件增加了2倍以上。 展开更多
关键词 流体力学 膛口流场 冠状冲击波 初始流场 数值模拟
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低压环境下膛口冲击波实验研究 被引量：19
9
作者 朱冠南 王争论 +1 位作者 马佳佳 王巧 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期808-813,共6页
为了解低压环境下膛口冲击波的传播特性,进行了低压环境下膛口冲击波的压力测试实验。通过低压舱配合抽真空装置实现低压环境,设计膛口冲击波压力测试系统,测得海拔12 km内7个高度对应压力下膛外多点处的压力曲线。实验结果表明:低压环... 为了解低压环境下膛口冲击波的传播特性,进行了低压环境下膛口冲击波的压力测试实验。通过低压舱配合抽真空装置实现低压环境,设计膛口冲击波压力测试系统,测得海拔12 km内7个高度对应压力下膛外多点处的压力曲线。实验结果表明:低压环境下冲击波场在膛口的分布规律与常压环境下一致;膛口冲击波强度随环境压力的降低近似呈线性减小,10 km高空的膛口冲击波强度仅为地面膛口冲击波强度的一半。研究结果对高空环境下膛口流场控制具有参考意义。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 膛口流场 低压环境 冲击波 超压峰值
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某无后坐炮的流场数值模拟 被引量：12
10
作者 王杨 姜孝海 +1 位作者 郭则庆 杨绪普 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期47-51,共5页
为了研究无后坐炮的流场特性,利用有限体积法、AUSM+格式及嵌入网格技术,对包含运动弹丸的某无后坐炮的前、后复杂流场进行了数值模拟。根据数值结果,绘制了无后座炮前后流场的计算阴影图和炮口周围超压峰值等值线图,详细讨论了无后座... 为了研究无后坐炮的流场特性,利用有限体积法、AUSM+格式及嵌入网格技术,对包含运动弹丸的某无后坐炮的前、后复杂流场进行了数值模拟。根据数值结果,绘制了无后座炮前后流场的计算阴影图和炮口周围超压峰值等值线图,详细讨论了无后座炮膛口流场及尾喷管流场的形成与发展;根据有关标准,分析了炮班成员的安全区域。这些结果对于理解无后坐炮的流场特点,预测冲击波对炮手的危害有一定的参考意义。 展开更多
关键词 无后坐炮 流场特性 超压峰值等值线 安全区域
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射弹倾斜撞击靶板二次破片散布试验研究 被引量：7
11
作者 李文彬 沈培辉 +1 位作者 王晓鸣 赵国志 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期263-266,共4页
该文对射弹大倾角穿透表面加工硬化的有限厚靶板二次破片散布规律进行了试验研究 ,并根据试验结果 ,提出了二次破片飞散区域、形成的二次破片数量与撞击速度、靶板倾角等关系 ,讨论了二次破片的形成机理。
关键词 射弹 倾斜撞击 靶板 二次破片 散布 试验研究 后效破片 协和毁伤效应
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冲击波超压峰值的数值计算 被引量：14
12
作者 王杨 郭则庆 姜孝海 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期770-773,共4页
为提高冲击波超压峰值的数值计算精度,该文根据二阶Roe格式,模拟了3种不同粗细网格条件下的点爆炸流场。基于高精度的数值计算格式,利用冲击波的发展规律求得波阵面速度,再由兰金-雨贡纽方程计算得到超压峰值。并与数值模拟的直接超压... 为提高冲击波超压峰值的数值计算精度,该文根据二阶Roe格式,模拟了3种不同粗细网格条件下的点爆炸流场。基于高精度的数值计算格式,利用冲击波的发展规律求得波阵面速度,再由兰金-雨贡纽方程计算得到超压峰值。并与数值模拟的直接超压峰值进行了对照讨论。结果表明随着网格加密,数值直接超压峰值不断逼近采用冲击波传播速度获得的超压峰值,而后者几乎不变。 展开更多
关键词 冲击波 Roe格式 冲击波阵面 兰金-雨贡纽方程 超压峰值
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硝酸铵对炮口焰的影响研究 被引量：12
13
作者 贺增弟 刘幼平 +2 位作者 何利明 赵吉祥 肖忠良 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第6期538-541,共4页
从理论上研究了硝酸铵对发射药燃烧产物组成的影响;采用高速摄影仪进行炮口焰拍摄,采用炮口焰面积、炮口焰最大直径、积分光密度对炮口焰进行表征.研究结果表明:在发射药中加入硝酸铵,可以明显降低燃烧产物中可燃气体含量,减小炮口焰;... 从理论上研究了硝酸铵对发射药燃烧产物组成的影响;采用高速摄影仪进行炮口焰拍摄,采用炮口焰面积、炮口焰最大直径、积分光密度对炮口焰进行表征.研究结果表明:在发射药中加入硝酸铵,可以明显降低燃烧产物中可燃气体含量,减小炮口焰;配方中,硝酸铵含量为70%时,与单基药相比,可燃性气体含量降低了98.4%.混装发射药中硝酸铵含量达到25%时,与制式药相比,炮口焰面积减小了44.7%,最大直径减小了31.4%,积分光密度减小了44.7%. 展开更多
关键词 发射药 硝酸铵 炮口焰
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膛口流场动力学过程数值研究 被引量：14
14
作者 姜孝海 范宝春 李鸿志 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2008年第3期316-324,共9页
采用基于ALE方法的动网格及嵌入网格技术,运用有限体积方法,结合二阶精度Roe格式,对弹丸由高压气体驱动从静止状态加速至超音速,射出膛口到完全飞离初始流场的整个过程进行了数值模拟.根据数值结果,详细讨论了初始流场、火药燃气流场的... 采用基于ALE方法的动网格及嵌入网格技术,运用有限体积方法,结合二阶精度Roe格式,对弹丸由高压气体驱动从静止状态加速至超音速,射出膛口到完全飞离初始流场的整个过程进行了数值模拟.根据数值结果,详细讨论了初始流场、火药燃气流场的形成与发展以及与弹丸的耦合和相互作用过程,揭示了在这一变化过程中激波与激波、激波与漩涡、激波与弹丸等的相互作用以及激波衍射、聚焦等对弹丸加速的影响. 展开更多
关键词 空气动力学 数值模拟 膛口流场 动力学过程
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小口径步枪弹头后效期运动特性试验与数值研究 被引量：16
15
作者 陈川琳 黄陈磊 +2 位作者 许辉 李忠新 吴志林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期265-275,共11页
开展弹头在膛口流场运动特性的研究,在准确理解膛口气流对弹头作用以及提高武器射击精度方面都具有重要意义。以某发5. 8 mm口径步枪弹为例,提出了结合高速摄影与阴影照相法,对弹头在膛口流场运动特性进行了试验研究。以试验测试膛压数... 开展弹头在膛口流场运动特性的研究,在准确理解膛口气流对弹头作用以及提高武器射击精度方面都具有重要意义。以某发5. 8 mm口径步枪弹为例,提出了结合高速摄影与阴影照相法,对弹头在膛口流场运动特性进行了试验研究。以试验测试膛压数据为依据,运用耦合内弹道的计算流体力学方法研究弹头在膛口流场中的受力和运动规律。试验结果表明,采用所设计的试验方案可以捕捉到后效期清晰的流场变化和弹头运动。数值计算研究发现:弹头在膛口流场中的运动并非全程加速,冠状气团和火药核心射流的作用是弹头速度变化的主要原因;在轴向力转变时刻,弹头底部仍存在弹底激波。 展开更多
关键词 小口径枪弹 膛口流场 后效期 阴影照相法
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带制退器的膛口流场数值模拟 被引量：12
16
作者 王仕松 郑坚 +1 位作者 贾长治 崔凯波 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第2期148-151,共4页
带制退器的膛口流场是一种具有高度瞬变性、强烈方向性的复杂波系结构流场。采用分块网格划分的整体运动处理方法和基于动态层变方法的结构动网格技术处理弹丸高速运动造成的网格变化,模拟某型带炮口制退器的火炮发射过程中的非定常燃... 带制退器的膛口流场是一种具有高度瞬变性、强烈方向性的复杂波系结构流场。采用分块网格划分的整体运动处理方法和基于动态层变方法的结构动网格技术处理弹丸高速运动造成的网格变化,模拟某型带炮口制退器的火炮发射过程中的非定常燃气射流流场,根据数值结果,详细讨论了初始流场、火药燃气流场的形成与发展以及与弹丸的耦合和相互作用过程。数值计算结果可以为炮口制退器的设计与实验提供一定理论指导,为深入研究奠定良好基础。 展开更多
关键词 制退器 动网格 膛口流场 数值模拟
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基于ALE方程的动网格膛口流场数值研究 被引量：11
17
作者 姜孝海 范宝春 李鸿志 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期563-567,共5页
基于ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian Equation)方程的有限体积法,采用高精度Roe方法及结构化动网格,利用嵌入网格技术及动边界条件,对弹丸由膛内高压气体推动射出到完全飞离初始流场的整个过程进行了数值模拟。根据数值结果绘制了... 基于ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian Equation)方程的有限体积法,采用高精度Roe方法及结构化动网格,利用嵌入网格技术及动边界条件,对弹丸由膛内高压气体推动射出到完全飞离初始流场的整个过程进行了数值模拟。根据数值结果绘制了膛口流场密度和压力分布的时序图,形象地再现了膛口流场中初始激波、弓形激波及膛口冲击波,以及接触间断、漩涡和剪切层等的动力学发展过程。结果基本反映了膛口流场的典型变化特征,为进一步研究真实膛口流场(如带化学反应、湍流等)奠定了基础。 展开更多
关键词 数值模拟 ALE方程 动网格 膛口流场
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尾翼脱壳穿甲弹近炮口区飞行姿态的显示 被引量：8
18
作者 李鸿志 崔东明 +3 位作者 何正求 郭建国 管雪元 刘殿金 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第1期66-69,共4页
研究了尾翼脱壳穿甲弹弹托飞散过程的显示和测量问题,提出了用菲涅尔透镜间接阴影系统获得清晰的尾翼稳定脱壳穿甲弹飞行姿态照片的显示测量方法。首次得到了近炮口区脱壳穿甲弹弹托分离过程的系列照片,为脱壳穿甲弹的中间弹道研究提供... 研究了尾翼脱壳穿甲弹弹托飞散过程的显示和测量问题,提出了用菲涅尔透镜间接阴影系统获得清晰的尾翼稳定脱壳穿甲弹飞行姿态照片的显示测量方法。首次得到了近炮口区脱壳穿甲弹弹托分离过程的系列照片,为脱壳穿甲弹的中间弹道研究提供了可靠的试验手段。 展开更多
关键词 流场显示 中间弹道学 穿甲弹
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含动边界的膛口流场数值模拟 被引量：16
19
作者 代淑兰 许厚谦 孙磊 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期93-96,共4页
膛口流场是一种非定常、多相并带有强激波间断和剧烈化学反应的复杂流场.采用基于局部网格重构法的非结构动网格技术处理弹丸运动造成的网格变化,给出一系列按时间顺序排列的膛口流场数值计算结果,描述了复杂的膛口流场形成发展过程,实... 膛口流场是一种非定常、多相并带有强激波间断和剧烈化学反应的复杂流场.采用基于局部网格重构法的非结构动网格技术处理弹丸运动造成的网格变化,给出一系列按时间顺序排列的膛口流场数值计算结果,描述了复杂的膛口流场形成发展过程,实现了含运动弹丸的膛口流场的数值模拟.结果表明,在弹丸射出初期弹丸在影响膛口流场的同时,也受膛口流场的影响,速度增加,弹丸穿出冲击波后,出现弹头激波,速度减小.计算结果与实验结果相符合,表明数值计算方法是合理可行的. 展开更多
关键词 动边界 膛口流场 数值模拟
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带制退器的膛口燃烧流场并行数值模拟 被引量：9
20
作者 代淑兰 许厚谦 肖忠良 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期84-87,共4页
采用三维非定常化学反应流控制方程组对带制退器的膛口燃烧流场进行了数值模拟,对流项和化学反应源项分别用TVD格式和基元反应模型进行处理,在多台PC机组成的集群并行系统中,基于域分解的思想对带制退器的三维膛口非平衡化学反应流场进... 采用三维非定常化学反应流控制方程组对带制退器的膛口燃烧流场进行了数值模拟,对流项和化学反应源项分别用TVD格式和基元反应模型进行处理,在多台PC机组成的集群并行系统中,基于域分解的思想对带制退器的三维膛口非平衡化学反应流场进行了数值计算.计算结果表明,膛口制退器能削弱膛口流场激波的强度,抑制二次焰的产生. 展开更多
关键词 制退器 基元反应 TVD格式 并行计算
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