FLUENT战斗部烤燃数值仿真研究+源程序(3)
时间:2018-07-06 17:09 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（4）如果炸药和壳体的参数为常数，则在反应过程中保持不变。 炸药的热反应和热传导遵循Frank-Kamenetskii方程： （2.1） 上式的物理含义为：左边为单位时间内单位体积炸升高温度所要求的热量，右边第一项为热传导流入或流出的热量，第二项为单位时间内单位体积炸药热分解反应释放的能量，用Arrhenius方程表示为： （2.2） 上两式中： 为反应物的密度（kg/m3）， 为比热容（J/kgK）， 为热导率（J/mKs）， 为反应分数，Q为反应热（J/kg），A为指前因子（1/s），E为活化能（J/mol），R为气体常数（J/molK）。 本文所用氧化沥青参数取自文献[22]，T-09材料参数来自53所调研资料. 2.2.3 用Gambit建立模型划分网格 研究对象是圆筒状战斗部，外层是壳体，内层是炸药，中间加隔热层，用端盖加以密封。 （1）建立模型 （2）划分网格 （3）边界条件类型的制定 （4）输出Mesh文件 2.2.4 用Fluent求解器求解 （1）选择算法和参数 本模型是三文问题，选择三文单精度求解器即可。 （2）网格的相关操作 ①读入网格文件。 ②检查网格文件。 ③设置计算区域尺寸。 ④Reorder 网格 （3）选择计算模型 ①基本求解器的定义。选择Solver下的Pressure Based压力基求解器；选择Formulation下的Implicit隐示格式,选择Time下的Unsteady非定常。 ②湍流模型的选择 ③启动能量方程。因为本模型主要计算传热，必须要启动能量方程。 （4）定义材料的物理参数 需要定义壳体以及炸药的材料属性。设定密度(Density)、比热容(Cp)和导热系数(Thermal Conductivity)三个参数。 （5）操作环境的设置 课题研究在一个大气压下进行，重力对模型没有影响，保持默认设置。 （6）导入UDF 选择C文件载入UDF程序。 （7）边界环境的设置 ①设置壳体边界条件。 ②设置炸药边界条件 ③设置外壁边界条件 ④设置内壁边界条件 ⑤设置隔热层边界条件 （8）迭代计算 ①求解控制参数的设置。保持默认设置即可。 ②初始化。 ③设置迭代频率。 ④保存Case和Date文件。 ⑤打开残差监视器。 ⑥进行迭代求解。 ⑦迭代结束。观察到残差监视窗口中能量曲线瞬间增大时表明炸药爆炸，迭代结束。 ⑧显示烤燃结果。 3 战斗部的烤燃响应 3.1无隔热层时战斗部的烤燃响应 3.1.1无隔热层时战斗部在不同升温速率下的烤燃时间 1 ℃/min 点火时间19169s 2 ℃/min 点火时间9915s 10 ℃/min 点火时间2133s 50 ℃/min 点火时间453s 100 ℃/min 点火时间233s 图3.1 战斗部在不同升温速率下烤燃温度分布图 从图3.1可以看出，炸药的点火位置随着升温速率的提高改变。升温速率为1 ℃/min 时，炸药的点火时间为19169s，点火位置在药柱两端的中心；升温速率为2 ℃/min 时，炸药的点火时间为9915s，点火位置向药柱两端的边缘移动；升温速率为10 ℃/min 时，炸药的点火时间为2133s，点火位置在药柱两端边缘；升温速率为50 ℃/min、100 ℃/min 时，点火时间分别为453s、233s，点火位置在药柱整个外边缘。从中可以看出，炸药的点火位置变化规律符合理论分析。 (责任编辑：qin) |