基于微泡的彈丸飛行穩定性研究畢業論文-資料下載頁

【導讀】它是以半導體制造技術為基礎發展起來的。技術本身來講，MEMS中基本的制造技術是成熟的。但MEMS更側重于超精密。機械加工，并要涉及微電子、材料、力學、化學、機械學諸多學科領域。微機電系統的出現和發展是科學創新思維的結果，使微觀尺度制造技術的演進與革命。微機電系統是當前交叉學科的重要研究。將是未來國民經濟和軍事科研領域的新增長點。迅猛，消費電子、醫療等領域也大量出現了MEMS產品的身影[4][5]。硬度和楊氏模量與鐵相當，具有良好的機械電器性能。硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度類似鋁，熱傳導率接近鉬和鎢。千個完整的MEMS裝置,大大降低了MEMS的制造成本。器的集成可制造出穩定性、可靠性很高的MEMS。影響，21世紀MEMS將走向實用化，因此未來發展的市場前景是十分寬廣的。微致動器是MEMS的重要組成部分，在微機。形式的能量轉化為機械能，使其達到驅動的目的。人員開始了微氣泡微致動器在流動控制中的研究[11]。隨后，一些西方國家也開始

　　

【正文】 的阻力系數隨攻角的變化趨勢相似。都是隨著攻角的增大阻力系數 增長 ， 比較四種馬赫數情況下的阻力系數增長幅度， 馬赫數情況下，增長幅度最大， 3 馬赫數情況下，增長幅度最小，由此可以得出氣泡高度在低馬赫數時對彈丸阻力影響較大。 馬赫數為0 . 8 ，不同氣泡高度，阻力系數隨攻角的變化0 2 4 6 8 10 12 141馬赫數為1 . 0 3 ，不同氣泡高度，阻力系數隨攻角的變化0 2 4 6 8 10 12 141 圖 Ma=， 不同 氣泡高度 ， 圖 =， 不同 氣泡高度 ， 阻力系數隨攻角變化 圖 阻力系數隨攻角變化圖 馬赫數為2 ，不同氣泡高度，阻力系數隨攻角的變化0 5 10 151馬赫數為3 ，不同氣泡高度，阻力系數隨攻角的變化00 5 10 151 圖 Ma=2， 不同 氣泡高度 ， 圖 Ma=3， 不同 氣泡高度 ， 阻力系數隨攻角變化 圖 阻力系數隨攻角變化圖 阻力系數隨馬赫數的變化 圖 到圖 分別為 氣泡長度為 30mm， 寬度 2mm， 攻角為 0176。、 5176。、 8176。、12176。， 不同 高度 時，阻力系數隨 馬赫數 的變化曲線。 由以下曲線對比看出攻角一定得情況下，不同 氣泡高度 的阻力系數隨馬赫數的變化趨勢相似。首先由亞音速到跨音速，隨著馬赫數增加阻力系數增大， 在 Ma= 時 阻力系數 達到最大值 。從跨音速到超音速時，隨著馬赫數的增加阻力系數變小，到 Ma=3 時，達到最小值。 攻角為0 度，不同氣泡高度，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 1攻角為5 度，不同氣泡高度，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 41 圖 攻角為 0176。，不同 氣泡高度 ， 圖 攻角為 5176。，不同氣泡高度 ， 阻力系數隨馬赫數變化 圖 阻力系數隨馬赫數變化圖 攻角為8 度，不同氣泡高度，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 41攻角為1 2 度，不同氣泡高度，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 41 圖 攻角為 8176。，不同 氣泡高度 ， 圖 攻角為 12176。，不同 氣泡高度 ， 阻力系數隨馬赫數變化 圖 阻力系數隨馬赫數變化圖 不同氣泡數量時，阻力系數變化 通過改變 氣泡凸起數量 觀察 彈丸 的氣動特性， 氣泡凸起數量分別為 、1mm、 。下面主要依據 Fluent 算得的數據來得出不同 氣泡數量 對氣動特性的影響，從而觀察阻力系數與不同 氣泡數量 之間的關系。 阻力系數隨攻角的變化 圖 到圖 分別為 氣泡長度為 30mm， 寬度 2mm， 高度 1mm， Ma=、 3，不同 數量 時，阻力系數隨攻角的變化曲線。由 以下曲線對比看出馬赫數一定得情況下，不同 氣泡高度 的阻力系數隨攻角的變化趨勢相似。都是隨著攻角的增大阻力系數 增長 ， 并且每條曲線的增長率幾乎相同，阻力系數成線性增長。 馬赫數為0 . 8 ，不同氣泡數量，阻力系數隨攻角的變化00 5 10 15358馬赫數為1 . 0 3 ，不同氣泡數量，阻力系數隨攻角的變化0 2 4 6 8 10 12 14358 圖 Ma=， 不同 氣泡數量 ， 圖 =， 不同 氣泡數量 ， 阻力系數隨攻角變化 圖 阻力系數隨攻角變化圖 馬赫數為2 ，不同氣泡數量，阻力系數隨攻角的變化00 2 4 6 8 10 12 14358馬赫數為3 ，不同氣泡數量，阻力系數隨攻角的變化00 5 10 15358 圖 Ma=2， 不同 氣泡數量 ， 圖 Ma=3， 不同 氣泡數量 ， 阻力系數隨攻角變化 圖 阻力系數隨攻角變化圖 阻力系數隨馬赫數的變化 圖 到圖 分別為 氣泡長度為 30mm， 寬度 2mm， 高度 1mm， 攻角為0176。、 5176。、 8176。、 12176。， 不同 數量 時，阻力系數隨 馬赫數 的變化曲線。 由以下曲線對比看出攻角一定得情況下，不同 氣泡數量 的阻力系數隨馬赫數的變化趨勢相似。首先由亞音速到跨音速，隨著馬赫數增加阻力系數增大， 在 Ma= 時 阻力系數達到最大值 。 從跨音速到超音速時，隨著馬赫數的增加阻力系數變小，到 Ma=3時，達到最小值。 當攻角一定時，又可得出氣泡凸起數量越多，阻力系數越大。 攻角為0 度，不同氣泡數量，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 4358攻角為5 度，不同氣泡數量，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 4358 圖 攻角為 0176。，不同 氣泡數量 ， 圖 攻角為 5176。，不同氣泡數量 ， 阻力系數隨馬赫數變化 圖 阻力系數隨馬赫數變化圖 攻角為8 度，不同氣泡數量，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 4358攻角為1 2 度，不同氣泡數量，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 4358 圖 攻角為 8176。，不同 氣泡數量 ， 圖 攻角為 12176。，不同氣泡數量 ， 阻力系數隨馬赫數變化 圖 阻力系數隨馬赫數變化圖 不同攻角和馬赫數時，阻力系數變化 對于同一個模型 ， 當來流馬赫數固定，隨著攻角的變化，阻力系數會發生相應的變化 。 阻力系數隨攻角的變化 圖 為 氣泡長度 30mm，寬度 2mm，高度 時， 不同 馬赫數 ，阻力系數隨 攻角 變化曲線圖。由以下曲線 可以看出 ，不同馬赫數的阻力系數隨攻角的變化趨勢相似。都是隨著攻角的增大阻力系數變化不大，等值線接近水平。說明僅僅攻角變化對氣動力的影響不大。從圖中又可以看出：當來流馬赫數為 時所受到的阻力最大。 氣泡長度3 0 m m ，寬度2 m m ，高度1 m m ，個數3 ，不同馬赫數時，阻力系數隨攻角的變化00 5 10 1523 圖 氣泡結構固定 ，不同馬赫數 ,阻力系數隨攻角變化 圖 阻力系數隨馬赫數的變化 圖 為 氣泡長度 30mm，寬度 2mm，高度 時， 不同攻角，阻力系數隨馬赫數變 化曲線圖。由以下曲線 可以看出對于同一個模型 ，不同攻角的阻力系數隨隨馬赫數的變化趨勢相似。首先由亞音速到跨音速，隨著馬赫數增加阻力系數增大，到 Ma= 時達到最大值 。 從跨音速到超音速時，隨著馬赫數的增加阻力系數變小，到 Ma=3 時，達到最小值 氣泡長度3 0 m m ，寬度2 m m ，高度1 m m ，個數3 ，不同攻角時，阻力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 402581012 圖 氣泡結構固定 ，不同 攻角 ,阻力系數隨 馬赫數 變化 圖 不同氣泡結構對升力系數影響的分析 相似于彈丸阻力系數的表達式，彈丸的升力系數 [3134]表達式為： SvRc yy 22?? (43) 式中， yR 為彈丸的升力， 2/2vq ?? 稱為速度頭或壓力頭，它是單位體積中氣體質量的動能； v 為彈丸相對于空氣的速度； ? 為空氣密度； S 為特征面積，取彈丸最大橫截面積，此時 4/2dS ?? 。 Ma飛行馬赫數， scvMa /? ， sc 為聲速。 不同氣泡長度時，升力系數變化 彈體頭部集成了微氣泡制動器陣列，當微氣泡不工作時彈丸具有對稱的外形，但是當微氣泡制動器工作時就會使彈體外形不對稱，影響彈體兩側壓力的分布，進而使彈丸產生一個側向力，我們通過控制微氣泡制動的位置來調節側向力的方向，這里我們將其定義為升力。 通過改變氣泡長度觀察彈丸的升力特性，設定微氣泡長度分別為 20mm、30mm、 40mm。下面主要根據不同氣泡長度，根據 Fluent 算得的升力系數數值。從而 觀察升力系數與氣泡長度之間的關系。 升力系數隨攻角的變化 圖 到圖 分別為馬赫數為 、 、 3，氣泡寬度、高度、數量一定，不同氣泡長度時，升力系數隨著攻角的變化曲線。 馬赫數為0 . 8 ，不同氣泡長度，升力系數隨攻角的變化00 5 10 15長2 0長3 0長4 0馬赫數為1 . 0 3 ，不同氣泡長度，升力系數隨攻角的變化010 5 10 15長2 0長3 0長4 0 圖 Ma=， 不同 氣泡長度 ， 圖 =， 不同 氣泡長度 ， 升力 系數隨攻角變化 圖 升力 系數隨攻角變化圖 馬赫數為2 ，不同氣泡長度，升力系數隨攻角的變化00 5 10 15長2 0長3 0長4 0馬赫數為3 ，不同氣泡長度，升力系數隨攻角的變化00 5 10 15長2 0長3 0長4 0 圖 Ma=2， 不同 氣泡長度 ， 圖 Ma=3， 不同 氣泡長度 ， 升力 系數隨攻角變化 圖 升力 系數隨攻角變化圖 由以上曲線對比看出馬赫數不同時，其升力系數曲線變化趨勢相似。當馬赫數一定時，不同 氣泡長度 的升力系數隨攻角變化趨勢大致相同 ， 都是隨著攻角的增加，升力系數增大。且隨著馬赫數不同，升力系數都在 — 之間，說明馬赫數不同對升力影響很小。由圖中三條曲線 的位置關系可以說明，氣泡越長升力系數越大，但變化的很小。綜上所述，攻角是影響升力系數的主要因素。 升力系數隨馬赫數的變化 圖 到圖 分別為攻角為 0 度、 5 度、 8 度、 12 度，氣泡寬度、高度、數量一定，不同氣泡長度時，升力系數隨著馬赫數的變化曲線。 攻角為0 度，不同氣泡長度，升力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 4長2 0長3 0長4 0攻角為5 度，不同氣泡長度，升力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 4長2 0長3 0長4 0 圖 攻角為 0176。，不同 氣泡長度 ， 圖 攻角為 5176。，不同氣泡長度 ， 升力 系數隨馬赫數變化 圖 升力系數隨馬赫數變化圖 攻角為8 度，不同氣泡長度，升力系數隨馬赫數的變化00 1 2 3 4長2 0長3 0長4 0攻角為1 2 度，不同氣泡長度，升力系數隨馬赫數的變化010 1 2 3 4長2 0長3 0長4 0 圖 攻角為 8176。，不同 氣泡長度 ， 圖 攻角為 12176。，不同氣泡長度 ， 升力 系數隨馬赫數變化 圖 升力系數隨馬赫數變化圖 由以上曲線對比可以看出，當攻角一定時，不同氣泡長度升力系數隨馬赫數的變化 趨勢相似，都是由亞音速到跨音速升力系數增加，由跨音速到超音速升力系數減小。當馬赫數一定時，比較四個曲線圖，可以看出升力系數隨著攻角的增大而增大，攻角 0 度時升力系數最大值為 ，攻角 12 度時升力系數最大值為,。根據 0 度攻角時，三條曲線的對比可以看出，氣泡長度越長升力系數越大，但是影響不大。綜上所述，攻角時升力系數的主要影響因素。 ，升力系數變化 通過改變氣泡寬度觀察彈丸的升力特性，設定微氣泡長度分別為 、2mm、 。下面主要根據不同氣泡寬度，根據 Fluent 算得的升力系數數值。從而觀察升力系數與氣泡寬度之間的關系。 升力系數隨攻角的變化 圖 到圖 分別為馬赫數為 、 、 3，氣泡長度、高度、數量一定，不同氣泡寬度時，升力系數隨著攻角的變化曲線。 馬赫數為0 . 8 ，不同氣泡寬度，升力系數隨攻角的變化00 5 10 15寬1 . 5寬2寬2 . 5馬赫數為1 . 0 3 ，不同氣泡寬度，升力系數隨攻角的變化0