基于FLUENT的可控枪弹弹丸气动力参数计算仿真

【摘要】随着制导技术的不断发展，以微电子、电子计算机和光电转换技术为核心的制导武器在现代战争中发挥着越来越重要的作用。至今，国内外已经成功研制出来了制导炸弹、制导导弹、制导炮弹等，它们采用精确制导技术，按照一定规律控制弹丸的飞行方向、姿态、高度和速度，引导其战斗部精确打击远距离目标。精确制导武器具有命中精度高、作战效能高、射程远等特点。将这种制导技术集成化、微型化搭载于小口径枪弹上，就可以实现对枪弹飞行轨迹的控制。可控枪弹弹丸具有制导武器的优点，同时因为弹丸口径的减小，相应的制作、实验成本相比于制导导弹、制导炸弹等也会更低。本文立足于已有的精确制导技术，对可控枪弹弹丸进行了结构设计；阐述了弹丸控制机构原理；利用弹丸气动力理论计算公式计算了弹丸气动力参数的大小；利用FLUENT软件对可控枪弹弹丸气动力参数进行了仿真分析，验证了利用FLUENT仿真弹丸气动力参数的有效性，提出了可控弹丸结构优化的依据；对弹丸进行了系统的飞行稳定性分析；最后利用ADAMS软件对弹丸外弹道飞行轨迹进行了可视化仿真，验证了可控枪弹弹丸通过利用尾翼的小角度摆动进行外弹道控制的可行性，故本文主要完成了以下工作：1.系统的介绍了可控枪弹弹丸的结构外形，阐述了弹丸的控制机构原理，详细的解释了弹头部光敏传感器收集光信号以及尾翼控制的原理；2.给出了风标式尾翼弹气动力参数理论公式，分析了可控枪弹弹丸的弹体、弹翼气动力系数、弹翼间气动力系数的干扰情况和弹翼对弹体、弹体对弹翼的气动力系数的干扰情况，得出总的尾翼弹气动力系数计算公式；3.详尽的论述了FLUENT仿真技术的基本概念、工作流程和仿真框架，对FLUENT软件进行弹丸外流场仿真的可行性进行了分析，尊定了利用FLUENT软件外流场仿真的理论基础和方法框架；4.验证了利用FLUENT数值仿真法对弹丸外流场仿真的可行性；分析了特殊结构外形的可控枪弹弹丸仿真数据结果，得出了该弹型的气动力参数拟合曲线，对不同弹头的可控弹丸进行对比分析，提供了弹丸结构优化的依据；5.基于FLUENT外流场仿真的结果，完成了对可控枪弹弹丸飞行稳定性的分析；6.在已有的气动力参数以及稳定性依据上，分析了可控枪弹弹丸在空气中飞行时受到的气动力和力矩，利用ADAMS软件对弹丸进行外弹道仿真，验证了通过弹丸尾翼的偏转实现其外弹道改变的有效性。
【作者】高炳龙；
【导师】王惠源；
【作者基本信息】中北大学，火炮、自动武器与弹药工程，2014，硕士
【关键词】FLUENT；气动力参数；可控枪弹弹丸；ADAMS；飞行稳定性；

【参考文献】
[1]高维.EVRC算法X86和ARM平台的移植与优化[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[2]孙锋.软件过程度量在软件过程改进中的应用[D].河南大学,基础数学,2004,硕士.
[3]李海斌.染料敏化太阳能电池中基于三苯基胺给体的有机D-π-A敏化剂的理论研究[D].东北师范大学,物理化学,2014,博士.
[4]蔡春,万潇楠,逯燕玲.基于支持向量机的DNA序列分类系统的设计与实现[J].中国农业大学学报,2005,02:58-64.
[5]杨建旺.乌司他丁在变应性鼻炎中的治疗作用及其与HO-1关系的研究[D].河北医科大学,耳鼻咽喉科学,2013,硕士.
[6]刘守刚.中医外治寻常型银屑病血热型60例的临床观察[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[7]贺英松.轨道交通车站乘客流量控制措施分析与研究[D].北京交通大学,2013.
[8]韩健虎.辉煌世纪农业开发有限公司销售管理系统设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[9]赵欣欣.基于EEG的广告效果评估研究及其应用[D].杭州电子科技大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[10]孟晓华.熔喷螺旋结构微纳米纤维的制备及其性能研究[D].东华大学,2015.
[11]李春杰.综合性数字通信实验系统的研制[D].大连理工大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[12]刚成凯.走进经典—宋代山水画对当代风景油画创作的影响[D].沈阳师范大学,美术,2014,硕士.
[13]郑红波,罗志军.GIS技术发展趋势初探[J].广西师范学院学报(自然科学版),2003,01:82-87.
[14]刘佳芮.女装合体插肩袖结构设计方法研究[D].东华大学,纺织工程（专业学位）,2014,硕士.
[15]任志宏.当前中国农村信访存在问题及其对策研究[D].中国矿业大学,政治学理论,2014,硕士.
[16]周晶.农村初中教师师本培训研究[D].湖南科技大学,课程与教学论,2013,硕士.
[17]赵普.帛书《二三子》新校新释[D].曲阜师范大学,专门史,2013,硕士.
[18]王秋宇.添加修饰的植物乳杆菌对契达干酪成熟的影响[D].东北农业大学,食品科学,2013,硕士.
[19]陈俊.柴石退热颗粒对乙型脑炎病毒体外感染BHK细胞的影响及流行性乙型脑炎辨证规律的研究[D].湖北中医药大学,中医内科学,2014,博士.
[20]王亚东,丁明跃,彭嘉雄.一种基于摄像机模型的畸变图象校正方法[J].自动化学报,1997,05:143-146.
[21]李鑫.鲍曼不动杆菌整合子的研究[D].辽宁医学院,内科学,2012,硕士.
[22]刘保华.大冶市A小额贷款公司的风控模式研究[D].华中科技大学,工商管理,2013,硕士.
[23]马洪喜.Galectin-9蛋白在胃癌中的表达及临床意义[D].吉林大学,病理与病理生理学,2012,硕士.
[24]刘建博.基于不平衡支持向量机的上市公司财务预警系统研究[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[25]杨帆.消亡在二元世界中的女人—从二元对立角度解读《觉醒》[D].北京交通大学,2014.
[26]杜振翠.二化螟幼虫中肠蛋白质组学分析及Cry1Ab结合蛋白的鉴定[D].南京农业大学,农业昆虫与害虫防治,2012,硕士.
[27]陈建平.基于数据仓库的房屋维修基金管理分析系统研究[D].江西师范大学,2003.
[28]魏淑丽.承德市中小学教师在职培训现状调查及对策研究[D].河北师范大学,教育管理,2014,硕士.
[29]本报记者牛彦君.一个民企的新型党建之路[N].甘肃日报,2014-02-09002.
[30]刘畅.蒙药苦参七汤对奶牛春季忽冷忽热和沙尘暴应激的调理作用和机制[D].内蒙古农业大学,兽医,2013,硕士.
[31]鲁欢.功能对等理论指导下《塞班瑟夫赖德有限责任公司私募备忘录》的翻译[D].烟台大学,英语笔译,2014,硕士.
[32]谢彤彤.北京地铁15号线盾构下穿望京西站站房基础结构变形规律及动力响应分析[D].北京交通大学,交通运输工程（专业学位）,2013,硕士.
[33]刘佳.河北省省级社区体育健身俱乐部的现状调查与对策研究[D].河北师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[34]郭向华.苦参煎剂对大鼠慢性绿脓杆菌肺炎的影响[D].广西医科大学,病理生理学,2004,硕士.
[35]董菲菲.薄壁钢圆管绕弯成形工艺的有限元数值模拟研究[D].湖南大学,材料工程,2012,硕士.
[36]俞寿朋.地震勘探资料的数字处理[J].石油地球物理勘探,1977,03:45-52.
[37]张文艳.乡村旅游对农民的经济影响研究[D].华中师范大学,农村与区域发展,2014,硕士.
[38]张剑达.基于XML Web服务的构件库管理系统的设计与实现[D].华侨大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[39]张宇.中国影片制造商的不同融资模式研究[D].南京大学,产业经济学,2013,硕士.
[40]韦唤阳.A Comparative Study of the Effects of Input-processing Instruction and Traditional Instruction-an Empirical Study on Chinese Middle School Students’ Acquisition of English Definite Article the[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[41]钱富才,高振斌,刘丁.双线性系统多目标控制问题研究[J].自动化学报,2007,08:847-851.
[42]罗雅倩.“株洲方特欢乐世界”景区误译研究[D].湖南师范大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[43]王宇楠.我国第三方物流市场结构和竞争策略研究[D].大连海事大学,交通运输规划与管理,2004,硕士.
[44]张菊飞.基于ANSYS Workbench的商用汽车暖风机的物流运输包装设计与研究[D].陕西科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[45]王卫星.纳米材料修饰电极的制备与应用研究[D].中国地质大学,2013.
[46]李妮.钢琴协奏曲《黄河》的初步研究[D].福建师范大学,音乐学,2004,硕士.
[47]张宏宇,印永华,申洪,何剑,赵珊珊.考虑大规模风电调峰要求的系统机组检修计划[J].电力系统自动化,2012,16:25-30.
[48]郑武积.基于客户满意的SHY服务策略研究[D].浙江工业大学,2013.
[49]杨志军.高低塔斜拉桥力学行为分析及预拱度设置方法研究[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[50]关静,唐立新,宋国骄.两台流水机器协调分解调度问题[J].控制与决策,2009,01:55-60+65.