兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (5): 1330-1338.doi: 10.12382/bgxb.2022.0015
收稿日期:
2022-01-05
上线日期:
2022-07-05
通讯作者:
基金资助:
Received:
2022-01-05
Online:
2022-07-05
摘要:
为研究全等式模块装药背景下单模块装药点传火过程中火药颗粒群的散布特性及药粒堆积形态,提出三维非稳态气-固两相流模型,在取不同的模块药盒装填位置的初始条件下进行数值模拟,其中柱状火药颗粒由球元法构建。通过离散单元法(DEM)获得的数值结果与试验结果进行比较,发现上述模型是合理可行的,并且比球形颗粒模型更为精确。研究结果表明:在模块药盒初始装填位置距底火端分别为10mm、40mm、70mm和100mm时,终态药粒分布于模块药盒右端面外侧,依次呈水平堆积和坡状堆积;随着模块药盒与底火端的距离增加,水平堆积轴向长度从293.3mm减少至203.8mm,坡状堆积的坡角由22.01°降为19.82°,即随着模块药盒向右移动,药粒水平堆积起点右移,轴向长度呈线性缩短,但坡状堆积轴向长度大致不变,坡度变缓。
李梓钰, 余永刚. 基于非球形颗粒离散单元法分析单模块装药药粒散布特性[J]. 兵工学报, 2023, 44(5): 1330-1338.
LI Ziyu, YU Yonggang. Analysis of Propellant Pellets’ Dispersion Characteristics of Single Modular Charge Based on Discrete Element Method for Non-Spherical Particles[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(5): 1330-1338.
序号 | 装填轴向位置 l0/mm | 水平轴向堆积长 度L/mm | 坡状堆积坡度角 α/(°) |
---|---|---|---|
1 | 10 | 293.3 | 22.01 |
2 | 40 | 264.6 | 21.22 |
3 | 70 | 229.7 | 20.73 |
4 | 100 | 203.8 | 19.82 |
表1 药粒堆积特征参数
Table 1 Characteristic parameters of propellant pellet stacking
序号 | 装填轴向位置 l0/mm | 水平轴向堆积长 度L/mm | 坡状堆积坡度角 α/(°) |
---|---|---|---|
1 | 10 | 293.3 | 22.01 |
2 | 40 | 264.6 | 21.22 |
3 | 70 | 229.7 | 20.73 |
4 | 100 | 203.8 | 19.82 |
图13 水平堆积轴向长度与模块药盒装填轴向位置的关系
Fig.13 Relationship between the axial length of the horizontal stacking of propellant pellets and the horizontal loading position of the modular cartridge
[1] |
|
[2] |
陆中兵, 周彦煌, 丁珏, 等. 模块装药膛内火焰扩散过程的理论研究[J]. 弹道学报, 1998, 10(3): 6-10.
|
|
|
[3] |
陆中兵, 周彦煌. 模块装药火炮膛内两相燃烧模型及压力波模拟[J]. 爆炸与冲击, 1999, 19(3): 269-273.
|
|
|
[4] |
王育维, 魏建国, 郭映华, 等. 模块装药压力波数值模拟[J]. 火炮发射与控制学报, 2000(4): 1-5.
|
|
|
[5] |
王育维, 郭映华, 董彦诚, 等. 可燃容器对小号模块装药压力波影响的研究[J]. 火炮发射与控制学报, 2016, 37(2): 31-35.
|
|
|
[6] |
马华庆, 赵永志. 喷动流化床中杆状颗粒混合特性的CFD-DEM模拟[J]. 浙江大学学报(工学版), 2020, 54(7): 1347-1354.
|
|
|
[7] |
doi: 10.1016/j.powtec.2020.10.032 URL |
[8] |
doi: 10.1002/aic.14636 URL |
[9] |
doi: 10.1016/j.powtec.2016.10.046 URL |
[10] |
doi: 10.1016/j.powtec.2019.07.099 URL |
[11] |
doi: 10.1016/j.proeng.2015.01.220 URL |
[12] |
doi: 10.1002/ceat.v32:3 URL |
[13] |
doi: 10.1016/j.powtec.2014.03.046 URL |
[14] |
doi: 10.1016/j.apt.2016.08.015 URL |
[15] |
doi: 10.1016/j.powtec.2015.11.045 URL |
[16] |
doi: 10.1016/j.ces.2018.08.041 URL |
[17] |
doi: 10.1016/j.powtec.2018.12.066 URL |
[18] |
doi: 10.1016/j.ces.2022.117431 URL |
[19] |
陈安, 余永刚. 两模块装药点传火过程及药粒散布特性[J]. 爆炸与冲击, 2021, 41(7): 39-49.
|
|
|
[20] |
陈安, 余永刚. 单模块装药点传火过程中药粒散布模拟试验与仿真[J]. 含能材料, 2020, 28(8): 731-739.
|
|
|
[21] |
任冰. 稠密气固系统非球形颗粒运动机制的试验和CFD-DEM耦合模拟研究[D]. 南京: 东南大学, 2013.
|
|
|
[22] |
王国强, 郝万军, 王继新. 离散单元法及其在EDEM上的实践[M]. 西安: 西北工业大学出版社, 2010.
|
|
[1] | 许耀峰, 杨雕, 刘朋科, 陈奇, 郭俊行, 王军. 火炮身管内膛表面材料强度退化机理研究[J]. 兵工学报, 2023, 44(5): 1288-1295. |
[2] | 翟文宇, 钱林方, 陈光宋. 火炮自动装填系统摆动机构的运动精度可靠性与灵敏度[J]. 兵工学报, 2023, 44(4): 1062-1070. |
[3] | 郭书奇, 侯保林. 基于区间不确定性参数辨识的某软后坐火炮发射过程建模[J]. 兵工学报, 2023, 44(4): 1107-1117. |
[4] | 许耀峰, 王军, 刘朋科, 朱文芳, 杨雕. 不同持续射击发数对火炮身管寿命的影响[J]. 兵工学报, 2023, 44(4): 1034-1040. |
[5] | 毛保全, 赵其进, 白向华, 王之千, 朱锐, 陈春林. 火炮身管延寿技术研究现状与展望[J]. 兵工学报, 2023, 44(3): 638-654. |
[6] | 魏剑峰, 张发平, 卢继平, 杨向飞, 杨鹏楷. 基于高斯模型和RMSD-DS的火炮反后坐装置故障诊断方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(10): 3101-3114. |
[7] | 王明明, 钱林方, 陈光宋, 刘太素. 基于概率密度演化方法的火炮输弹过程不确定性分析[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1215-1224. |
[8] | 李伟, 韩崇伟, 刘爱峰, 任海波, 胡鑫, 姜俊峰. 干扰速率补偿式火炮线自稳定跟踪控制建模与仿真[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1233-1245. |
[9] | 刘朋科, 杨雕, 许耀峰, 宁变芳, 王军, 刘欢. 火炮身管内膛表层温度及其梯度规律研究[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1225-1232. |
[10] | 代普, 潘军, 马晴, 刘妙. 火炮俯仰电液伺服系统速度非线性抑制技术研究[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1246-1254. |
[11] | 王丹宇, 南风强, 廖昕, 肖忠良, 堵平, 王彬彬. 消焰剂对大口径火炮炮口烟焰的影响[J]. 兵工学报, 2022, 43(2): 273-278. |
[12] | 钱林方, 孙乐, 陈光宋, 佟明昊, 邹权. 无位置传感器电机控制在火炮装填应用的关键技术研究[J]. 兵工学报, 2022, 43(10): 2417-2428. |
[13] | 单春来, 刘朋科, 古斌, 贺琦, 徐宏英. 多级优化算法在火炮总体结构设计中的应用[J]. 兵工学报, 2022, 43(1): 11-19. |
[14] | 程申申, 陶如意, 王浩, 薛绍, 林庆育. 弹丸不同结构尼龙弹带挤进过程的阻力特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(9): 1847-1857. |
[15] | 张金, 王学彬, 石文泽, 董子华, 邓海飞. 大口径火炮身管药室内膛裂纹电磁超声表面水平剪切波检测方法[J]. 兵工学报, 2021, 42(8): 1763-1770. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||