申请/专利权人：西安近代化学研究所

申请日：2023-12-29

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117912578A

主分类号：G16C20/10

分类号：G16C20/10;G06F17/13;G06F30/20;G16C20/30;G06F111/10;G06F119/14;G06F119/08

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.07#实质审查的生效;2024.04.19#公开

摘要：本发明公开了一种基于自变量变换的内弹道模型数值求解方法：步骤1：确定所要求解的目标内弹道工况的已知条件；步骤2：计算内弹道问题的前期阶段中发射药相对燃去体积分数并获得所对应的发射药相对燃去厚度；步骤3：构建第一阶段子问题的数学描述；步骤4：针对所要求解的数学问题，构建外推表达式；步骤5：基于构建的外推表达式，获得内弹道问题的第一阶段的响应规律；步骤6：构建内弹道进程时间及弹丸速度的常微分控制方程；步骤7：获得内弹道问题的第二阶段的响应规律；步骤8：获得内弹道问题中整个弹丸行程的响应。本发明能够避免求解过程中燃烧特征点的重复判断，减少了循环迭代计算；在有限修正下能够分析点火延迟下的内弹道特性。

主权项：1.一种基于自变量变换的内弹道模型数值求解方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：确定所要求解的目标内弹道工况的已知条件，具体包括：1内弹道结构参数：截面积S0、药室容积V0、弹丸质量m、总行程长lmax；2火药装填参数：发射药密度ρs、装药质量ω、火药力f、余容α、燃速系数u1及压力指数n、发射药特征弧厚2e1、形状函数ΨZ及相对燃去厚度Z的区间范围；若给定发射药是简单形状发射药，则形状函数形式如式1所示；若给定发射药是多孔发射药，则形状函数形式如式2所示；ΨZ＝χZ1+λZ+μZ2，Z∈[0,1]1 式中，χ、λ、μ、χs、λs和Zk等函数系数与给定的发射药型号尺寸有关，在内弹道问题中作为已知发射药属性输入；3内弹道进程参数：挤进压力p0、火药热力参数θ及次要功系数步骤2：根据步骤1中确定的工况参数，计算内弹道问题的前期阶段中发射药相对燃去体积分数Ψ0；然后根据步骤1中所给定的发射药条件，选择式1或式2中的ΨZ代入后续求解过程，构建方程ΨZ0＝Ψ0并进行数值求解，获得Ψ0所对应的发射药相对燃去厚度Z0；Ψ0的计算公式如式3所示： 式中，发射药装填密度Δ＝ωV0；步骤3：以步骤2获得的Ψ0，Z0作为内弹道问题的第一阶段子问题的输入条件，结合步骤1确定的工况参数，构建第一阶段子问题的数学描述；此时，以发射药相对燃去体积分数Ψ∈[Ψ0,1]作为自变量，构建相对燃去厚度Z、内弹道进程时间t、弹丸行程l及弹丸速度v的常微分控制方程，即构建dydx＝fx,y形式的数学问题；因变量y是向量；步骤4：针对步骤3构建的dydx＝fx,y形式的数学问题，构建从x＝xi所对应的yi，到x＝xi+1＝xi+h所对应的yi+1的外推表达式；步骤5：基于步骤4构建的外推表达式，离散[Ψ0,1]获得离散点Ψ0,Ψ1,…,Ψk-1,Ψk,Ψk+1,…,Ψkn＝1，得到离散点集{Ψk|k＝0,1,…kn}；从Ψ0＝0对应的Z,t,l,v＝Ψ0,Z0,0,0,0开始，计算离散点集{Ψk|k＝0,1,…kn}中不同元素Ψk所对应的Z,t,l,vk；从而获得内弹道问题的第一阶段的响应规律；基于Ψk和Z,t,l,vk的离散解集所对应的压力特性中获得内弹道最大压力pmax；Ψ0＝1对应的tx,lx,vx将作为第二阶段子问题的输入条件；步骤6：以步骤5获得的lx,tx,vx作为内弹道问题的第二阶段子问题的输入条件，结合步骤1中的工况参数，构建第二阶段子问题的数学描述；此时，以弹丸行程l∈[lx,lmax]作为自变量，lmax是步骤1中的总行程长；构建内弹道进程时间t及弹丸速度v的常微分控制方程；则有Dt,vdl＝Gl,t,v： 其中，pΨ,l,v为函数算子；m是步骤1中的弹丸质量；是步骤1中的次要功系数；对于方程Dt,vdl＝Gl,t,v，自变量l∈[lx,lmax]，不同因变量的初始条件t,v＝tx,vx；步骤7：针对步骤6构建的dydx＝fx,y形式的数学问题，采用步骤4所述的外推表达式，离散[lx,lmax]获得l0＝lx,l1,…,lk-1,lk,lk+1,…,lkn＝lx，得到离散点集{lk|k＝0,1,…kn}；从l0＝lx对应的tx,vx开始，计算不同lk所对应的t,vk；从而获得内弹道问题的第二阶段的响应规律；步骤8：输出步骤5、步骤7的第一阶段和第二阶段的相应规律，最终整理获得内弹道问题中整个弹丸行程的速度v-时间t响应、压力p-时间t响应、速度v-行程l响应和压力p-行程l响应，以及步骤5中所求解的最大压力pmax。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安近代化学研究所 一种基于自变量变换的内弹道模型数值求解方法

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