制导炮弹是在传统炮弹的基础上加载了精确制导的相关元器件而成的，火炮对于各种点状目标的精确打击能力被大大提高了。根据制导方式的不同，制导弹药可以分为激光半主动制导弹药、毫米波制导弹药、红外制导弹药和GPS制导弹药等。自从世界上第一种制导炮弹，美国的M712铜斑蛇激光半主动制导炮弹[1]诞生以来。世界各国都纷纷加入研究制导弹药的行列。其中，比较典型的有：美国的XM712“铜斑蛇”反坦克炮射制导炮弹、XM395精确制导迫击炮弹、XM982“神剑”增程制导炮弹，俄罗斯的9K25“红土地”炮射激光制导炮弹、“晶面”激光制导迫击炮弹、“米尺”、“勇敢者”激光半主动制导炮弹，英国的“灰背隼”反装甲迫击炮弹、瑞典的“林鸮”制导迫击炮弹等[2]。通过对这些制导炮弹的性能参数的分析，发现制导炮弹的弹径都较大，普遍在120mm以上，射程也较远。82757

在国内，非常多的学者也使用了不同的方法对制导弹药的内弹道循环过程进行了研究。赵志建等[3]根据国外已发展的大小口径的弹道模拟装置[4]来设计小口径弹道模拟装置，通过内弹道准两相流数学物理模型和差分特征方法来进行数值求解，对高能硝胺发射药的内弹道特性进行研究，准确地预估高能硝胺火药在弹道模拟装置内的燃气生成规律和装置内的压力变化规律。传统的内弹道解法主要包括分析解法、简化解法、数值解法以及表解法，这些方法虽然操作较为简单，能比较容易地求解出内弹道过程，但因为传统的内弹道解法多是基于经典内弹道理论的基本假设的，这些方法的局限性也比较大[5]。刘林等[6]以混合装药经典内弹道数学模型[7]为基础，采用数值解法求解内弹道过程，同时通过能够有效反映混合装药内弹道过程的仿真模拟模型，对火药燃速系数和火药燃速指数进行了符合计算[8]。论文网

李强等[9]利用缩尺模型进行火炮的动态实验，以经典内弹道理论为基础，推导火炮内弹道的相似准则，主要包括火炮的几何参数相似，火药的性质相似，火药的燃烧规律和弹道起始条件相似。在相似准则放宽的基础上，讨论了在火药种类不变的情况下，装药量，弹丸质量和弹丸结构尺寸与原炮的相似关系，同时结合工程实践，进行数值计算，得到了比较吻合的结果。

在火炮的内弹道循环过程当中，膛内的火药燃气和火药颗粒共同组成了气－固两相流，同时在膛内存在着各种各样的复杂边界。因此在膛内气－固两相流的多维计算求解过程中，气-固两相流动过程中采用数值模拟的关键技术主要包括对膛内复杂运动边界的处理方法以及计算求解。目前使用最广泛的解决方法[10]是通过选用欧拉坐标系下的方程组，进一步推导在运动边界处的控制体能量及动量守恒方程，然后得到在运动边界处的各个物理参量。但是，上述方法存在着需要在运动边界处重新建立起一套完整的计算差分方法的缺点，而计算差分方法的建立将会提高内弹道计算程序的复杂程度，同样，也会对编程计算所得结果的精确度产生一定的影响。针对这个问题，我们可以通过采用两相流方程组的方法，需要注意的是，该方程组必须要在拉格朗日坐标系下，是因为拉格朗日坐标系下的两相流方程组可以把弹底边界给固定下来，进而大大降低了计算量。上述解决方法的缺点是连续流体线的保持性定律在两相流流场中并不成立，建立拉格朗日坐标系下的两相流方程是非常困难的。针对这一点，宋明等[11]建议采取拟合之后的坐标系，用以固定弹底边界，并且在计算过程中网格数一直保持不变，这样不仅可以避免使用插值方法，还能提高计算精度。该方法的缺点是在计算身管较长口径较大的火炮的内弹道循环过程时，因为网格数一直保持不变，在弹道循环的后期，单位网格的步长一直呈现出增大的趋势，网格的质量也同样在不断地下降，进而影响捕捉流场中复杂激波的能力，使计算精度降低。程诚等[12]通过选用简化两相流动过程的多维数值模拟中弹底运动边界处理复杂程度的方法，利用任意拉格朗日欧拉方法，建立某制导炮弹内弹道过程二维气－固两相流动模型，时间上采用4阶的Runge-Kutta法来进行时间上的推进，同时使用有限体积法在空间上对两相流动方程进行离散处理。另外，通过使用已经确定解析解的数值来验证整个算例，证明了动网格生成方法以及数值格式是准确的。利用数值模拟和仿真计算程序，所得的计算结果清楚地显示了在内弹道循环过程中膛内两相流动的具体发展过程和两相流动的特点。