Аннотация 2
Введение 5
Глава 1 Теоретические основы классической схемы метания 8
1.1 Актуальные вопросы систем метания 8
1.2 Описание классической схемы метания 9
Глава 2 Математическая модель классической схемы в рамках гетерогенной среды 27
2.1 Математическая модель с учетом отставания 27
2.2 Разностная схема распада произвольного разрыва 31
2.3 Расчёт шага 34
Глава 3 Программная реализация модели 36
3.1 Численная схема расчета 36
3.2 Оценка возможности использования в расчетных исследованиях классической схемы выстрела метода распада произвольного разрыва 38
Заключение 44
Список используемой литературы и используемых источников 45
Приложение А. Программный модуль расчета распада произвольного разрыва 47
В настоящее время актуальным применением моделей внутренней баллистики является создание и апробация методов моделирования быстропротекающих процессов проходящих при выстреле. Эта задача тесно связана с управлением протекания внутренних процессов при выстреле. За счет замены моделирования баллистических процессов на основе нульмерной постановки при использовании термодинамического подхода, на газодинамические принципы моделирования при использовании гетерогенного представления реальных сред повышается точность прогнозирования баллистических характеристик разрабатываемых систем, а также появляется возможность определения баллистических параметров детально в каждой точке канала оружия и в заранее заданный промежуток времени протекания процесса выстрела. Математическое моделирование на основе газодинамического подхода позволяет также отказаться от используемых при термодинамическом подходе заранее принятых закономерностей распределений скоростей по линейному закону в заснарядном пространстве, а также параболического распределения давления там же - в заснарядном пространстве.
Использование математического моделирования артиллерийского выстрела позволяет конструктору представить и рассчитать параметры исследуемой баллистической системы, используя различные исходные данные системы, такие как длина заснарядной области, состав и масса заряда, и т.д., чтобы выяснить, каким образом обеспечить наилучшее функционирование баллистической системы для обеспечения заданной дульной скорости при максимальном допустимом давлении в проектируемой баллистической системе. Таким образом, при наличии и использовании производительных современных вычислительных систем и рабочих станций, у исследователей появляется инструмент, позволяющий адекватно описывать процессы, происходящие при выстреле из классических систем при использовании традиционной схемы метания.
Цель работы постановка задачи определения баллистических параметров на основе газодинамического подхода для классической схемы метания и её решение методом распада произвольного разрыва.
Объект исследования газодинамические процессы, происходящие во время функционирования систем классической схемы метания.
Предмет исследования - результаты, получаемые при применении различных методов решения прямой внутрибаллистической задачи классической схемы метания.
Гипотеза: процессы при работе классической схемы метания, смоделированные на основе газодинамического подхода, могут быть успешно смоделированы при использовании метода распада произвольного разрыва.
Задачи исследования:
1. Изучение классической схемы метания, используемой в баллистических системах;
2. Постановка задачи определения баллистических параметров на основе газодинамического подхода.
3. Реализация программного варианта построенной математической модели.
4. Проведение сравнения баллистических параметров классической схемы метания, полученных методом СЭЛ и методом распада произвольного разрыва.
Научной новизной является то, что исследование позволит осуществить выбор из двух перспективных методов расчета ОЗВБ для математической модели на основе гетерогенного представления реальных сред.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы на тему «Разработка программного обеспечения для определения параметров классических баллистических систем методом распада произвольного разрыва»была рассмотрена классическая схема метания, используемая в баллистических системах.
Во время проведения исследований были изучены материалы, связанные с математическими расчетами проводимыми с использованием совместного эйлерово – лагранжева метода обладающего вторым порядком точности на гладких решениях и рассматриваемого как эталонный.
Для проведения исследований была поставлена задача определения баллистических параметров на основе газодинамического подхода, существенно отличающегося от применяющегося для расчета параметров классических систем термодинамического подхода.
Также была реализована программа расчета параметров классических баллистических систем методом распада произвольного разрыва. Этот распространенный метод необходимо было протестировать на известном эталонном методе СЭЛ.
Цель исследования была достигнута, благодаря проведенным сравнительным расчетам по методам СЭЛ и распада произвольного разрыва Годунова С.К. баллистики классической системы среднего калибра.
Сравнение полученных расчетных данных показало, что для рассматриваемой системы расчетное максимальное давление на дно канала ствола определенное по методу распада произвольного разрыва Годунова С.К. ниже на 14,8%, чем расчетное максимальное давление, определенное по методу СЗЛ, а расчетная начальная скорость, примерно, на 5.8% ниже расчетной начальной скорости полученной при использовании метода СЭЛ. Таким образом, необходимо повышать точность протестированного метода.
