Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕРМОДИНАМИКИ, ГОРЕНИЯ ПОРОХА И ВНУТРЕННЕЙ БАЛЛИСТИКИ 8
1.1 Термодинамическая система и термодинамические параметры. Исходные положения термодинамики 8
1.2 Уравнение состояния. Идеальные и реальные газы 11
1.3 Первое начало термодинамики 16
1.4 Применение первого начала термодинамики к обратимым процессам 21
1.5 Внутренняя баллистика. Периоды выстрела 27
Глава 2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, МАТЕМАТИЧЕСКИЙ И ПРОГРАММНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ЕЁ РЕШЕНИЯ 30
2.1 Обобщенный метод Н. Ф. Дроздова для решения задач внутренней баллистики 30
2.2 Выбор численного метода решения системы дифференциальных уравнений 33
2.3 Реализация программы для решения прямой задачи внутренней баллистики 34
Глава 3 ТЕСТИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ ПРЯМОЙ ЗАДАЧИ ВНУТРЕННЕЙ БАЛЛИСТИКИ 37
3.1 Описание средства визуализации данных 37
3.2 Оценка эффективности предложенного решения 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 43
ПРИЛОЖЕНИЕ A 46
Код расчёта значений величин при L = 9 46
ПРИЛОЖЕНИЕ B 47
Код метода Рунге-Кутты 4 порядка 47
ПРИЛОЖЕНИЕ C 48
Пример полного расчета для пушки МТ-12 48
Исследование процессов внутренней баллистики в настоящее время встречается в разных сферах и необходимы для таких приспособлений, как: пороховых зарядов для систем пожаротушения, газогенераторов, пиропатронов в подушках безопасности, ракетных двигателей и др.
Экспериментальные исследования не всегда дают требуемый объем информации, так как при экспериментальном исследовании обычно проводятся замеры параметров (например, давления) в точке или в нескольких точках, а необходимо проводить замеры во множестве точек, распределённых по всей исследуемой области. Так же экспериментальные исследования требуют большого количества времени и затрат с финансовой точки зрения.
В связи с этим, встает необходимость моделирования исследуемой задачи для постановки вычислительных экспериментов. Используя это, можно рассчитать необходимые параметры и сопоставить с их с экспериментальными данными. В дальнейшем использовать модель как основное поле для экспериментов, которые в случае увеличения необходимых параметров, будут проверяться физическими экспериментами.
Объект бакалаврской работы: прямая задача внутренней баллистики.
Предмет бакалаврской работы: моделирование прямой задачи внутренней баллистики.
Цель бакалаврской работы: создание алгоритма решения прямой задачи внутренней баллистики, посредством решения системы дифференциальных уравнений.
Задачи бакалаврской работы, исходя из поставленной цели заключаются в следующем:
• изучение теоретических основ термодинамики и внутренней баллистики;
• изучение аппарата математического моделирования;
• анализ объекта моделирования;
• описать программную реализацию моделирования прямой задачи внутренней баллистики;
• провести сравнительный анализ полученных после моделирования данных и теоретического расчета.
Первая глава посвящена теоретическим вопросам внутренней баллистики и термодинамики.
Во второй главе представлен математический аппарат: представлена система дифференциальных уравнений, обоснован и описан выбранный численный метод решения поставленной задачи.
В третьей главе представлен результат моделирования, который заключается в построении графиков зависимости физических величин. Проводится сравнение результатов, полученных в ходе моделирования и теоретических расчетов.
В выпускной квалификационной работе была представлена, теоретически обоснована и решена прямая задача внутренней баллистики.
В ходе исследования были достигнуты следующие цели:
1. Изучены теоретические основы термодинамики и внутренней баллистики.
2. Поставлена задача внутренней баллистики для классических артиллерийских систем.
3. Решена система обыкновенных дифференциальных уравнений с соответствующими начальными и граничными условиями.
4. Определены внутрибаллистические параметры для артиллерийской системы калибра 100 мм.
5. Построены графики величин, требуемых в прямой задаче внутренней баллистики и проведен сравнительный анализ с графиком, построенным на основе теоретического расчёта.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
