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细长体大攻角绕流背涡振荡随攻角变化研究
1
作者 李会荣 刘跃 《机械设计与制造工程》 2025年第9期75-78,共4页
采用具有湍流尺度自适应求解能力的ISAS模型对流动复杂的细长旋成体大攻角绕流进行了数值计算,最大程度地重现背涡运动过程。基于壁面气动力与背涡演化的对应关系探讨了背涡振荡非定常特性及其轴向演化分区,同时获得了细长体大攻角绕流... 采用具有湍流尺度自适应求解能力的ISAS模型对流动复杂的细长旋成体大攻角绕流进行了数值计算,最大程度地重现背涡运动过程。基于壁面气动力与背涡演化的对应关系探讨了背涡振荡非定常特性及其轴向演化分区,同时获得了细长体大攻角绕流涡系振荡随攻角变化规律。数值分析结果表明:ISAS湍流模型能够捕捉到流场较多的小尺度涡结构,具有工程湍流求解潜力;细长体大攻角绕流背涡脉动沿轴向可分为随机振荡区域、低频区域、频率增加区域及稳定区域;随攻角增大,相同位置处振荡频率增大,背涡演化进程加快,流场非定常特性增强。 展开更多
关键词 细长旋成体 钝体绕流 非定常特性 湍流模型 数值模拟
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基于仿真的旋转稳定动不平衡弹丸气动特性
2
作者 毕思健 王雨时 王光宇 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期26-33,共8页
为了给引信外弹道环境分析提供参考,应用FLUENT仿真软件对大口径旋转稳定动不平衡底凹弹的气动特性进行数值模拟,得到该弹丸全弹道气动参数,并利用1stOpt软件拟合得到了其与动不平衡角和马赫数的函数关系。研究发现:动不平衡角对阻力系... 为了给引信外弹道环境分析提供参考,应用FLUENT仿真软件对大口径旋转稳定动不平衡底凹弹的气动特性进行数值模拟,得到该弹丸全弹道气动参数,并利用1stOpt软件拟合得到了其与动不平衡角和马赫数的函数关系。研究发现:动不平衡角对阻力系数的影响在2%内;升力系数、翻转力矩系数和极阻尼力矩系数均与弹丸动不平衡角线性正相关;马格努斯力系数和马格努斯力矩系数则与弹丸动不平衡角线性负相关;当动不平衡角为1°时,相比于无动不平衡角,极阻尼力矩系数增大约2~4倍。 展开更多
关键词 旋转弹丸 动不平衡角 气动特性 外弹道环境 数值模拟
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用PD+FEM分析弹目接触瞬间弹丸能量的变化
3
作者 尹飞 郭一谚 石芳 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期146-151,共6页
随着海拔高度变化,温差、空气密度、含氧量、重力、加速度、气压值等对某型脱壳穿甲弹飞行参数的影响较大,实弹试验面临实施条件困难、费用昂贵,且弹丸动能变化属于难解的非线性问题,因此,本项目在海拔四千多米试验数据的基础上,采用了... 随着海拔高度变化,温差、空气密度、含氧量、重力、加速度、气压值等对某型脱壳穿甲弹飞行参数的影响较大,实弹试验面临实施条件困难、费用昂贵,且弹丸动能变化属于难解的非线性问题,因此,本项目在海拔四千多米试验数据的基础上,采用了二段PD+FEM直接耦合区域划分的分析方法,通过对靶板损伤进行数值分析,针对某型脱壳穿甲弹在预着靶时的运动平衡方程,推及弹丸的运动过程及弹丸着靶瞬间能量释放曲线。结果表明:弹靶接触瞬间,靶板正面承受的压力与弹尖和靶面间距成反比。 展开更多
关键词 近场动力学 非线性有限元 弹速 海拔高度 AP 正激波
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ISAS模型在高亚临界圆柱绕流中的应用研究
4
作者 常玲玲 刘跃 宁春梅 《机械制造与自动化》 2025年第4期155-158,169,共5页
通过对高亚临界雷诺数圆柱绕流的数值计算,来比较ISAS、DES、SAS湍流模型的流场调控机制及对大分离流动的解析能力。数值结果表明:3种模型均表现出良好的湍流谱生成能力,SAS模型计算的黏度水平稍高,表现出较大的耗散性;ISAS模型有效改善... 通过对高亚临界雷诺数圆柱绕流的数值计算,来比较ISAS、DES、SAS湍流模型的流场调控机制及对大分离流动的解析能力。数值结果表明:3种模型均表现出良好的湍流谱生成能力,SAS模型计算的黏度水平稍高,表现出较大的耗散性;ISAS模型有效改善DES模型使用网格尺度时的网格敏感问题,计算的剪切层及统计物理量更接近实验值;与SAS模型相比,ISAS更加简化、直观,方程求解效率能得到明显提升。 展开更多
关键词 湍流模型 尺度自适应模拟 分离涡模拟 圆柱绕流 数值模拟
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水火箭助推某无人机发射过程仿真分析
5
作者 刘天罡 申婧文 《现代机械》 2025年第4期47-52,共6页
根据某无人机起飞发射的技术要求,基于相关国家标准和流体力学中绝热膨胀理论,结合实际水火箭水喷射物理过程,构建了基于轨道滑动的水火箭助推发射装置模型。经计算,可采用碳纤维材质作为水火箭基材,设置多组不同的水火箭初始参数进行基... 根据某无人机起飞发射的技术要求,基于相关国家标准和流体力学中绝热膨胀理论,结合实际水火箭水喷射物理过程,构建了基于轨道滑动的水火箭助推发射装置模型。经计算,可采用碳纤维材质作为水火箭基材,设置多组不同的水火箭初始参数进行基于MATLAB软件的助推过程动力学仿真。通过仿真助推水火箭的喷水过程以及水火箭的推力,滑轨摩擦、飞机复合体自重以及风阻等主要阻力,螺旋桨的次要推力,结合牛顿第二定律得出三组初始状态下离架速度、加速过载以及滑轨长度等数据。经分析可知,采用不同气液比例水火箭装置,对无人机离架速度、加速度以及滑轨长度有不同的影响,其中水体积比例占到35%左右时能够提供最佳的无人机发射条件。研究结果可为水火箭助推装置在一定情况下取代固体火箭助推装置的优化设计、仿真以及制造与试验,提供借签。 展开更多
关键词 无人机 水火箭 助推加速 动力学仿真
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内锥型空心弹关键参数与阻力特性仿真研究
6
作者 郑艳军 钟建华 +1 位作者 李昌坤 杨慧 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期52-57,共6页
为了揭示内锥型空心弹关键参数与阻力特性之间的关系,基于30 mm口径内锥型空心弹模型,通过改变锲角和喉径比关键参数,利用计算流体动力学软件Fluent对空心弹在不同马赫数下进行数值仿真,得到了不同参数下的阻力特性。结果表明:在喉径比... 为了揭示内锥型空心弹关键参数与阻力特性之间的关系,基于30 mm口径内锥型空心弹模型,通过改变锲角和喉径比关键参数,利用计算流体动力学软件Fluent对空心弹在不同马赫数下进行数值仿真,得到了不同参数下的阻力特性。结果表明:在喉径比为0.2时,空心弹会发生阻塞现象,单独增加马赫数不能消除阻塞;消除阻塞前,在同一马赫数条件下,随着喉径比不断增加,阻力系数数值逐渐减小,尤其在阻塞临界点附近,阻力系数数值会出现骤降;消除阻塞后,随着喉径比不断增加,阻力系数数值变化不明显;消除阻塞现象所需马赫数随喉径比增加逐渐减小,喉径比越大越易于消除阻塞问题。锲角的大小对阻力特性影响较大,锲角越大,越易于造成阻塞现象;在喉径比和马赫数相同条件下,锲角越大阻力系数数值越大。在锲角和喉径比相同时,马赫数越大阻力系数值反而越小。在空心弹及类似弹丸设计时,需同时兼顾锲角、喉径比和马赫数对气动特性的影响。 展开更多
关键词 内锥型空心弹 阻力系数 仿真 阻塞 锲角 喉径比
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不同SST模型在圆柱绕流仿真中的应用比较 被引量：2
7
作者 刘跃 常玲玲 《机械设计与制造工程》 2024年第7期31-35,共5页
分别运用SST、SST-SAS湍流模型对Re=3 900的圆柱绕流进行了数值研究,重点从湍流结构捕捉、气动力计算等方面比较了雷诺平均RANS方法与RANS/LES混合方法的计算能力。数值结果表明:SST模型可以捕捉到流场主要特征,求解效率较高;SAS方法可... 分别运用SST、SST-SAS湍流模型对Re=3 900的圆柱绕流进行了数值研究,重点从湍流结构捕捉、气动力计算等方面比较了雷诺平均RANS方法与RANS/LES混合方法的计算能力。数值结果表明:SST模型可以捕捉到流场主要特征,求解效率较高;SAS方法可以捕捉到流场小涡结构,并能较好地反映出尾迹非定常特性,但SAS求解占用更多的资源;使用SAS方法可释放更多的流场信息,求解的阻力系数、分离角等关键气动特征参数与试验值更接近;一般工程计算中推荐使用SST模型,高精度计算可使用SAS方法。 展开更多
关键词 湍流模型 雷诺平均 尺度自适应 圆柱绕流 计算流体力学
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网格拓扑对圆柱绕流计算的影响研究
8
作者 刘跃 常玲玲 管小荣 《机械设计与制造工程》 2024年第8期118-122,共5页
使用DDES湍流模型对流动复杂的亚临界雷诺数(Re=3900)圆柱绕流进行数值计算,重点从模型尺度调控、湍流结构捕捉能力及流场统计积分量等方面分析了不同网格拓扑对大分离流动求解精度的影响规律。计算结果表明:使用H型、C型网格拓扑及在... 使用DDES湍流模型对流动复杂的亚临界雷诺数(Re=3900)圆柱绕流进行数值计算,重点从模型尺度调控、湍流结构捕捉能力及流场统计积分量等方面分析了不同网格拓扑对大分离流动求解精度的影响规律。计算结果表明:使用H型、C型网格拓扑及在远场设置非结构网格时,流场表现出良好的湍流谱生成能力,捕捉到较多的高频-小尺度涡结构,同时计算的阻力系数、回流区长度等物理量与实验值拟合较好;O型网格拓扑流场耗散较大,计算精度相对较低。计算效率与网格数量呈线性关系,但计算精度与网格数量不一定正相关,工程计算中应合理选择兼顾计算精度及效率的网格划分方式。 展开更多
关键词 网格拓扑 圆柱绕流 钝体绕流 分离涡模拟 数值模拟
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网格密度对尺度自适应计算的影响研究
9
作者 常玲玲 刘跃 《机械设计与制造工程》 2024年第8期123-127,共5页
设置不同网格条件,使用尺度自适应模拟(SAS)方法对流动情况复杂的高亚临界雷诺数圆柱绕流进行了数值计算,重点从模型尺度分布、湍流结构捕捉能力及流场统计积分量等方面分析了SAS方法的网格敏感性及对大分离流动的解析能力。计算结果表... 设置不同网格条件,使用尺度自适应模拟(SAS)方法对流动情况复杂的高亚临界雷诺数圆柱绕流进行了数值计算,重点从模型尺度分布、湍流结构捕捉能力及流场统计积分量等方面分析了SAS方法的网格敏感性及对大分离流动的解析能力。计算结果表明:SAS方法使用基于当地速度导数的冯卡门尺度作为调节尺度,具有良好的湍流谱生成能力,且有效避免了使用网格尺度时的近壁“灰区”缺陷;使用密网格时计算的冯卡门尺度局部分辨率更高,获得了与实验值更接近的壁面压力、流场速度、阻力系数等物理量;使用粗网格时捕捉到的小尺度湍流涡结构较少,表现出较大的耗散性,SAS方法高精度湍流求解仍需一定密度网格支持。 展开更多
关键词 湍流模型 尺度自适应模拟 分离涡模拟 圆柱绕流 数值模拟
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空心弹丸流场数值模拟与阻力特性 被引量：11
10
作者 高旭东 钱建平 +1 位作者 王晓鸣 杜忠华 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期158-161,共4页
采用隐式有限体积TVD(总变差减小)数值格式,在超声速条件下数值模拟了某空心弹丸绕流流场,系统研究了流场波系结构与空气阻力特性,证实空心弹丸阻力系数比普通弹丸小得多,同时发现发射角度对于空心弹丸的速度降影响不大。
关键词 空心弹丸 流场 数值模拟 TVD格式 阻力特性
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空心弹的阻力特性与气动外形数值分析 被引量：10
11
作者 黄振贵 李艳玲 +1 位作者 陈志华 郭玉洁 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期535-540,共6页
为了得到具有最小阻力系数的空心弹外形,基于雷诺平均方程以及二阶AUSM格式,对不同空心弹气动外形的二维流场以及气动力进行了数值计算,得到了不同外形条件下空心弹的内外流场特性,以及阻力系数变化曲线与最小阻力系数的空心弹气动外形... 为了得到具有最小阻力系数的空心弹外形,基于雷诺平均方程以及二阶AUSM格式,对不同空心弹气动外形的二维流场以及气动力进行了数值计算,得到了不同外形条件下空心弹的内外流场特性,以及阻力系数变化曲线与最小阻力系数的空心弹气动外形。另外,分别对具有最小阻力系数的空心弹与常规空心弹的超声速流场进行了数值模拟,对比分析了二者流场结构的异同,数值验证了具有最小阻力系数弹型的减阻效果,可为相关研究提供参考。 展开更多
关键词 流体力学 空心弹 管式弹 阻力系数 流场
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混凝土房屋结构靶的超高速撞击特性研究 被引量：11
12
作者 牛雯霞 黄洁 +3 位作者 柯发伟 梁世昌 简和祥 柳森 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期79-84,共6页
为了研究动能武器对混凝土类目标的毁伤效果，采用试验和数值仿真手段，对钨合金弹丸超高速撞击混凝土房屋结构靶进行了研究，探讨了混凝土房屋结构靶在超高速撞击条件下的毁伤特点。试验所用的钨合金弹丸重35g，长径比为5，撞击速度2．... 为了研究动能武器对混凝土类目标的毁伤效果，采用试验和数值仿真手段，对钨合金弹丸超高速撞击混凝土房屋结构靶进行了研究，探讨了混凝土房屋结构靶在超高速撞击条件下的毁伤特点。试验所用的钨合金弹丸重35g，长径比为5，撞击速度2．5km/s；混凝土房屋结构靶抗压强度34．4MPa。研究发现：在开展的试验条件下，房屋结构靶顶层板和底层板被穿透，未发生解体破坏；靶体中加筋对靶体的穿孔大小及结构破坏没有明显的降低作用；速度2．5km/s的弹丸经撞击40mm厚混凝土板后的速度降到2．0～2．3km/s 范围内；弹丸超高速撞击混凝土房屋结构顶层板形成的碎片云速度较高，部分碎片对人员具有较强的杀伤效果，该部分碎片的扩张角为23＆#176;，在底层板上的分布范围大于穿孔大小。 展开更多
关键词 混凝土 超高速撞击 碎片云 数值仿真
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含侧喷流炮弹绕流场数值计算 被引量：7
13
作者 吴小平 王建文 +1 位作者 武晓松 耿光有 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期57-60,共4页
利用迎风ＴＶＤ格式，在超音速下，分别对无侧喷流和头部含侧喷流的炮弹绕流场进行数值模拟，结果表明侧喷流能够降低炮弹表面的摩擦阻力，对研究炮弹的增程技术有一定的参考价值。
关键词 TVD格式 侧喷流 绕流场 数值仿真 炮弹 流场
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迫击炮弹气动力三维数值模拟 被引量：6
14
作者 赵润祥 陈少松 +3 位作者 崔龙波 康九生 武频 谭俊杰 《弹道学报》 CSCD 北大核心 1999年第2期58-61,共4页
本文主要介绍用有限差分法计算一种带有尾翼的特殊弹丸在有攻角时三维绕流流动，通过求解三维 Ｎ Ｓ方程得到流场流动参数，并通过对物面处压力和应力的积分，得到弹丸诸气动力系数．其计算结果可供设计人员参考．
关键词 有限差分法 尾翼弹 攻角 气动力 迫击炮弹
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迫击炮弹空气动力特性攻角系数数值研究 被引量：10
15
作者 杨翔 王雨时 闻泉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期139-141,156,共4页
为了系统研究迫击炮弹的攻角系数,给迫击炮弹引信弹道炸分析提供参数,应用FLUENT软件数值模拟不同攻角、不同马赫数下迫击炮弹的空气动力特性,并通过Matlab软件拟合数值仿真结果,给出了多种型号迫击炮尾翼稳定弹的攻角系数及其变化规律... 为了系统研究迫击炮弹的攻角系数,给迫击炮弹引信弹道炸分析提供参数,应用FLUENT软件数值模拟不同攻角、不同马赫数下迫击炮弹的空气动力特性,并通过Matlab软件拟合数值仿真结果,给出了多种型号迫击炮尾翼稳定弹的攻角系数及其变化规律与取值范围。亚音速下攻角系数是马赫数的函数,随马赫数变化在小范围内变化;不同口径、不同外形的迫击炮弹其攻角系数不同;60~100 mm口径迫击炮尾翼稳定弹攻角系数取值范围为18.2~29.1。 展开更多
关键词 迫击炮弹 空气动力特性 攻角系数 数值仿真 曲线拟合
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12.7mm口径空心弹丸空气动力学特性分析 被引量：5
16
作者 陈杨 廖振强 +1 位作者 王涛 刘国鑫 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期337-339,共3页
为了更深入的了解空心弹丸的空气动力学特性,对空心弹丸和实心弹丸的外弹道流场分别建立了三维无粘Euler方程,并对两者的外弹道过程建立了弹丸质心运动微分方程组。以12.7mm口径实验弹为对象进行数值模拟仿真计算。通过对比分析,得出:... 为了更深入的了解空心弹丸的空气动力学特性,对空心弹丸和实心弹丸的外弹道流场分别建立了三维无粘Euler方程,并对两者的外弹道过程建立了弹丸质心运动微分方程组。以12.7mm口径实验弹为对象进行数值模拟仿真计算。通过对比分析,得出:由于结构特别,空心弹丸的阻力系数比实心弹丸小很多,并且在外弹道过程中,空心弹丸能够更好的保持飞行速度和弹道高,更有利于提高自动武器的射击效果。 展开更多
关键词 空心弹丸 空气动力学 阻力系数 外弹道
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含侧喷流弹丸三维绕流干扰流场数值分析 被引量：5
17
作者 高旭东 黄守龙 武晓松 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期383-386,共4页
从全Navier Stokes方程出发 ,应用三维隐式有限体积TVD格式 ,在超声速和零攻角条件下 ,分别对无侧喷流和含侧喷流的低阻远程弹丸三维粘性绕流流场进行了数值模拟 ,为避免分区计算而用代数方法生成了弹丸绕流场O型网格 ,计算结果得到了... 从全Navier Stokes方程出发 ,应用三维隐式有限体积TVD格式 ,在超声速和零攻角条件下 ,分别对无侧喷流和含侧喷流的低阻远程弹丸三维粘性绕流流场进行了数值模拟 ,为避免分区计算而用代数方法生成了弹丸绕流场O型网格 ,计算结果得到了清晰的流场波系结构 ,并从流场波系结构、弹体和弹底表面压力分布等角度将两者进行了对比与分析 ,表明侧喷流不仅提供增程推力 ,而且改变了弹丸阻力特性 ,其结果可用于研究弹丸的火箭增程技术。 展开更多
关键词 侧喷流 三维流 弹丸气动特性 纳维尔-斯托克期方程 有限体积法 数值仿真
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空心弹空气阻力特性计算与数值仿真 被引量：10
18
作者 张浩 闻泉 +1 位作者 王雨时 张志彪 《兵器装备工程学报》 CAS 2016年第7期5-11,共7页
应用Fluent软件仿真空心弹典型设计方案简化模型的空气动力流场,得到了其阻力系数与马赫数的关系,运用Matlab软件数值求解空心弹外弹道质心运动微分方程组,得到了弹道顶点和落点诸元。将以上所得阻力系数和弹道诸元与公式计算结果进行... 应用Fluent软件仿真空心弹典型设计方案简化模型的空气动力流场,得到了其阻力系数与马赫数的关系,运用Matlab软件数值求解空心弹外弹道质心运动微分方程组,得到了弹道顶点和落点诸元。将以上所得阻力系数和弹道诸元与公式计算结果进行对比表明：在来流马赫数为2.0-4.4时,无弹带结构的简化空心弹模型用两种方法所得外弹道诸元结果相差很小;弹丸头部前缘厚度在可信区间内对阻力系数影响较小,但弹带结构对阻力系数的影响较大;工程设计时,受弹带结构影响,某空心弹简化模型阻力系数计算公式不太适合于工程问题求解,此时应以数值仿真为佳。 展开更多
关键词 空心弹 仿真 公式 阻力系数 外弹道
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基于弹丸激波的弹目偏差测试与反演研究 被引量：4
19
作者 顾国华 张良 +2 位作者 吴海兵 崔逊学 俞波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期576-584,共9页
由于空中超声速弹丸激波的复杂性和易被干扰性而难以捕捉,其弹目偏差测试是一大难题。为研究基于弹丸激波特性的弹目偏差测试原理和方法,在描述弹目偏差测试场景的基础上,分析激波形成机理和激波形成前后参数关系,建立弹目偏差测试模型... 由于空中超声速弹丸激波的复杂性和易被干扰性而难以捕捉,其弹目偏差测试是一大难题。为研究基于弹丸激波特性的弹目偏差测试原理和方法,在描述弹目偏差测试场景的基础上,分析激波形成机理和激波形成前后参数关系,建立弹目偏差测试模型和基于弹群激波环境简化的线性及非线性干扰模型。综合采用时间宽度测试原理进行外场试验与采用激波压力场累积效应的压力测试进行仿真反演相结合,结果表明仿真反演与工程测试相符合,为超声速运动目标声学定位和跟踪提供了一种新思路和方法。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 弹道激波 弹目偏差测试 声场反演 声压
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钨珠对铝、钢靶侵彻的数值研究与分析 被引量：6
20
作者 曹菊珍 周淑荣 +1 位作者 于志鲁 傅樱 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第3期199-205,共7页
本文应用MEPH程序数值模拟了击靶速度小于3km/s的φ4mm的钨珠对铝靶、钢靶的侵彻,并对计算所得的结果进行了理论分析,与有关实验比较。对弹丸的形状、靶材厚度对穿深的影响也给出了一部分结果。
关键词 弹丸 侵彻 数值模拟 钨珠
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