Математическое моделирование динамики газожидкостных тепломеханических систем ракетно-артиллерийской техники. Часть I: Внутренняя баллистика многополостных пиромеханизмов

Description

П Р Е Д И С Л О В И Е 1. ОБЩИЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВООРУЖЕНИЯ КАК ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ТЕПЛОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ТВЕРДЫХ И ДЕФОРМИРУЕМЫХ ТЕЛ 1.1. Общие требования к процессу математического моделирования функционирования технических систем на стадии их разработки 1.2. Общая схема вычислительного эксперимента при проектировании технической системы 1.3. Представление системы вооружения в виде газожидкостной тепломеханической системы твердых и деформируемых тел 1.4. Декомпозиция газожидкостных тепломеханических систем на типовые элементы 1.5. Кодирование информации о структуре рассчитываемой системы. Примеры 1.6. Методика расчета динамики газожидкостной тепломеханической системы в целом 1.7. Структура и состав пакета прикладных программ «Матмех» 1.8. Базовые возможности и перспективы развития пакета «Матмех» 2. РАСЧЕТ ВНУТРИБАЛЛИСТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ГОРЕНИИ УНИТАРНЫХ ТОПЛИВ В СИСТЕМАХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ ОБЪЕМОВ С ПОДВИЖНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ 2.1. Безразмерная и единая формы математических моделей 2.2. Порядок применения соотношений термодинамики к описанию изменения параметров рабочего тела переменной массы 2.3. Уравнения изменения внутрибаллистических параметров при горении унитарного топлива в системе сообщающихся сосудов переменной структуры с подвижными элементами 2.4. О составлении уравнений баланса для типового сосуда тепломеханической системы 2.4.1. Составление уравнений баланса массы компонентов газопороховой смеси 2.4.2. Составление уравнения баланса энергии газовой фазы газопороховой смеси 2.4.3. Составление уравнения изменения объема газовой фазы в сосуде 2.4.4. Составление уравнений движения подвижных элементов и уравнений изменения относительной величины сгоревшей части свода зарядов 2.5. Расчет температуры и давления в сосуде. Замыкающие соотношения для расходов газа, тепловых потоков и скоростей горения 2.5.1. Общее описание замыкания уравнений изменения параметров типового сосуда 2.5.2. Расчет температуры и давления в сосуде 2.5.3. Определение расходов газа при перетекании газа из сосуда в сосуд 2.5.4. Расчет параметров в смежных объемах с развитыми газодинамическими связями 2.5.5. Физические основы расчета конвективного теплообмена в тепломеханических системах 2.5.6. Расчет тепловых потерь рабочего тела в сосуде тепломеханической системы 2.5.7. Расчет скоростей горения твердых ракетных топлив и порохов 2.6. Расчет процесса горения зерненого пороха при перетоке зерен из сосуда в сосуд 2.6.1. О расчете горения зерненых порохов в системах сообщающихся сосудов с учетом переноса и догорания зерен в смежных полостях 2.6.2. Расчет изменения числа зерен в сосуде при истечении газотопливной смеси из сосуда через отверстие 2.6.3. Расчет коэффициентов перекрытия проходного сечения отверстий зернами при истечении 2.6.4. Расчет работы, совершаемой газом при истечении или затекании зерен в сосуд 2.6.5. Алгоритм расчета горения газопороховой смеси в проточном сосуде, заполняемом из смежных полостей с зерненным зарядом 2.6.6. Алгоритм расчета горения газопороховой смеси в произвольной системе сообщающихся сосудов 2.6.7. Особенности расчета процесса при использовании массовой скорости горения 2.7. Сосуды с задаваемыми параметрами 2.7.1. Задание параметров с помощью таблиц 2.7.2. Теплообмен и трение в пограничном слое на боковой поверхности снаряда, движущегося в атмосфере 2.8. Типы подвижных элементов в сосудах и их математические модели 3. ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГЖТМС В КЛАССЕ МОДЕЛЕЙ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ 3.1. Общие требования к численным алгоритмам 3.2. Основные понятия численных методов решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений 3.2.1. Классификация численных методов 3.2.2. Скорость сходимости и порядок аппроксимации 3.3. Реализация численных методов для систем обыкновенных дифференциальных уравнений в пакете «Матмех» 3.3.1. Явные схемы Рунге – Кутта второго–четвертого порядка точности 3.3.2. О способах задания шага по времени 3.3.3. Глобальная и локальная погрешности интегрирования. Метод Рунге автоматического выбора шага интегрирования 3.3.4. Реализация метода Рунге автоматического выбора шага интегрирования для системы дифференциальных уравнений 3.3.5. Автоматический выбор шага интегрирования на основе комбинации двух специально подобранных формул Рунге – Кутта 3.3.6. Особенности интегрирования жестких систем уравнений 3.3.7. Неявные схемы второго порядка для интегрирования систем обыкновенных дифференциальных уравнений 3.3.8. Метод простых итераций и метод Ньютона для решения неявных сеточных уравнений 4. ТЕСТИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММ РАСЧЕТА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГЖТМС В КЛАССЕ МОДЕЛЕЙ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ 4.1. Тестирование алгоритмов как важнейший этап численного эксперимента 4.2. Горение в замкнутом объеме при постоянных скорости и поверхности горения 4.3. Проверка баланса масс и объемов компонентов продуктов сгорания при горении зернистого пороха в замкнутом объеме 4.4. Изменение параметров газа в объеме при критическом истечении через малое отверстие 4.5. Изменение параметров газа в объеме при затекании через отверстие в критическом режиме 4.6. Баланс массы и энергии при перетекании газа из сосуда в сосуд 4.7. Расчет динамики разделения системы «корпус – оболочка» с учетом переноса и догорания зерен пороха 4.7.1. Расчет динамики модельного двухступенчатого привода 4.7.2. Расчет динамики модельного трехступенчатого привода Библиографический список О Г Л А В Л Е Н И Е