Анализ подходов к моделированию систем эстафетной схемы

Введение 3
1. Решение основной задачи внутренней баллистики классической схемы выстрела 7
1.1. Обыкновенные дифференциальные уравнения 7
1.2. Постановка основной задачи внутренней баллистики 15
1.3. Решение системы уравнений внутренней баллистики методом Рунге - Кутта 19
2. Газодинамический метод решения основной задачи внутренней баллистики 23
2.1. Понятие о разностных методах решения одномерных уравнений газодинамики 23
2.2 Решение основной задачи внутренней баллистики классических ствольных систем в случае каморы постоянного сечения 28
2.3 Влияние уширения каморы на баллистику выстрела 46
3. Газодинамические методы решения ОЗВБ ствольных систем в рамках односкоростной модели сплошной среды 51
3.1. Общие положения 51
3.2. Основные допущения. Система газодинамических уравнений 52
3.3. Начальные и граничные условия 53
3.4. Методы численного решения одномерных газодинамических задач внутренней баллистики 56
4. Баллистика систем эстафетной схемы выстрела 64
4.1. Относительные переменные 67
4.2. Численная схема решения задачи 70
4.3. Результаты численного исследования баллистических возможностей системы эстафетной схемы выстрела 73
Заключения 76
Список используемых источников 78
Купить

Актуальной задачей внутренней баллистики является улучшение тактике - технических характеристик существующих систем за счет, например, использования новых схем метания, и разработка новых систем. В основе разработки баллистических систем, в частности систем с новыми схемами выстрела лежит решение основной задачи внутренней баллистики (ОЗВБ). ОЗВБ может быть решена с использованием термодинамического подхода и при помощи современного газодинамического подхода.
При реализации новой эстафетной схемы метания возникают проблемы описания работы систем при последовательном воспламенении частей заряда, расчета параметров гетерогенной смеси при взаимодействии с выдвигающимися элементами схемы, например, разделительной перегородкой или перегородками. В полной мере при этом встает вопрос и проектирования используемых в системах метательных зарядов.
Важным при проектировании систем новых схем выстрела является и вопрос постепенного воспламенения полузарядов рассматриваемых схем. Необходим глубокий анализ происходящих при этом явлений.
Важную роль при разработке численного алгоритма играют выбор независимых переменных, различные формы записи исходной системы уравнений (математически эквивалентные, но не равноценные при приближенном представлении), структура расчетных сеток и т. д. Все численные подходы в механике сплошной среды используют дискретное представление — ячейки, крупные частицы и др. Фактически при разработке алгоритмов численного счета проводится осреднение по объему ячейки и строятся конечно-разностные аналоги исходных дифференциальных уравнений. Установление адекватности такого представления исходной дифференциальной задаче — одно из важных звеньев вычислительного эксперимента.
Актуальность проблемы состоит в следующем: внутрибаллистические процессы проходящие в баллистических системах скрыты, актуально изучение процессов методами математического моделирования.
Цель исследования - разработка моделей, методов, алгоритмов для прогнозирования параметров баллистических систем.
Объектом исследования являются баллистические ствольные системы.
Предметом исследования диссертационной работы выступают методы и алгоритмы позволяющие прогнозировать функционирование установок перспективной схемы метания.
Гипотезой исследования является возможность существенного повышения скорости метания при применении предложенной эстафетной схемы метания по сравнению с классической схемой.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:
• Выбор точного метода для определения баллистических параметров классических систем при использовании термодинамической модели.
• Разработка математической модели предлагаемой схемы метания.
• Разработка модели односкоростной смеси для перспективной эстафетной схемы метания.
Методы исследования. Исследования проводятся с использованием метода математического моделирования и математического анализа.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена использованием корректных математических моделей и апробированных алгоритмов решения баллистических задач.
На защиту выносятся:
• Анализ применения газодинамических и термодинамических моделей для решения основной задачи внутренней баллистики систем эстафетной схемы метания;
• Математическая модель основной задачи внутренней баллистики для систем эстафетной схемы метания;
• Программно-вычислительный комплекс, реализующий решение основной задачи внутренней баллистики для систем эстафетной схемы метания;
• Результаты решения основной задачи внутренней баллистики для систем эстафетной схемы метания.
Купить