导弹发射动力学仿真技术

　　本书作者通过总结长期从事导弹发射技术仿真的科学研究成果，侧重于工程应用，从相关工程问题中提炼出科学问题进行介绍，对发射系统设计与评估、动平台发射复杂载荷环境模拟、导弹发射安全性仿真、发射环境多相流计算及发射系统—平台设备—承载场坪耦合动力学分析等内容进行了详细阐述。基于研究成果和经验积累，本书涵盖了导弹发射动力学基本理论、发射装置结构设计优化、发射环境载荷模拟、车辆机动性能评估、动平台导弹发射安全性评估、发射场坪承载能力评估、弹射内弹道、发射箱激波开盖、热发射燃气流场和多相流流场等内容。通过本书的学习，读者能够掌握导弹发射的基本理论和研究途径，以及导弹发射系统动力学和燃气射流常见工程应用问题的计算方法。本书内容覆盖面广、工程应用性强，适用于导弹发射系统的总体设计、性能验证和仿真评估，能够为相关工程研制的预测和决策提供科学依据，尤其适合从事发射技术研究工作的科研人员查阅，也可作为高等院校相关专业的本科生和研究生等的教学参考书。

　　杨必武，男，研究员，现任火箭军研究院某研究室主任，长期从事发射技术与装备应用领域的研究。先后完成军队重点课题40余项；获国家科技进步二等奖1项，军队科技进步一等奖4项、二等奖2项、三等奖4项；授权发明专利10项，发表论文50余篇。

绪论001
运载工具动力学篇
第 1章多体系统动力学基本概念与理论007
11多刚体系统动力学理论008
111笛卡儿广义坐标下的各参量008
112约束及约束方程011
113多刚体系统的动力学方程013
12多柔体系统动力学理论013
121柔性体运动学描述014
122多柔体系统的动力学方程015
13多体系统动力学计算方法016
131DAE求解方法016
132ODE求解方法017
第 2章公路车辆行驶动力学仿真019
21典型车辆的基本结构020
211轮式装甲车020
212履带式装甲车022
22车辆动力学建模方法024
221车辆动力学建模概述024
222轮式装甲车动力学建模024
223履带式装甲车动力学建模030
23随机路面模拟方法030
231路面不平度概述030
232路面不平度数学模型033
233三维随机路面建模039
24实例分析042
241问题描述042
242动力学建模042
243动力学仿真048
244计算结果分析050
目录第3章铁路运输过程动力学仿真053
31铁路平车与路基的基本结构054
311铁路平车的基本结构054
312铁路路基的基本结构055
32铁路平车动力学建模方法与理论057
321铁路平车子系统建模分析057
322整列铁路平车动力学建模058
323轮轨接触建模059
33铁路路基建模方法与理论060
331有限元-离散元耦合方法060
332道砟离散单元接触模型060
333无限元边界原理061
334铁路路基建模061
34实例分析062
341问题描述062
342动力学建模062
343动力学仿真063
344计算结果分析064
参考文献065
发射平台动力学篇
第4章发射动力学基本概念与理论069
41导弹的典型发射方式070
42发射动力学基础理论与数值解法073
421弹架系统动力学基本任务和发展现状073
422弹架系统动力学模型的建立074
第5章冷发射动力学仿真081
51冷发射的基本概述082
52典型冷发射装置083
521提拉杆弹射083
522气囊弹射084
53提拉杆弹射装置结构设计与仿真085
531问题描述085
532结构设计与动力学建模085
533动力学仿真结果分析087
534结论088
54气囊弹射装置结构设计与仿真089
541问题描述089
542结构设计与动力学建模090
543动力学仿真结果分析090
544结论与展望093
第6章热发射动力学仿真095
61导弹热发射概述096
62典型的热发射装置结构097
621箱式热发射装置结构097
622同心筒式发射装置结构099
63实例分析099
631问题描述099
632动力学建模100
633动力学仿真100
634结果分析100
第7章动平台发射动力学仿真103
71车载防空导弹行进间发射动力学仿真104
711问题描述104
712车载防空导弹发射系统建模105
713车载防空导弹行进间发射的动力学仿真108
714仿真结果分析110
72两栖车水上行进间发射动力学仿真112
721问题描述112
722随机海浪模拟113
723两栖车动力学建模117
724行进间发射批处理仿真与结果分析121
73舰载平台海上发射动力学仿真123
731问题描述123
732舰载平台动力学建模123
733海上发射动力学仿真与结果分析127
参考文献133
第8章发射场坪动力学仿真135
81发射场坪的典型结构类型137
82发射场坪的动力学建模方法139
821弹性半空间体基本理论139
822层状弹性体系理论142
823发射场坪的力学模型145
83导弹运输过程装备与场坪耦合响应仿真153
831问题描述153
832运输过程对地载荷154
833简化轮胎模型的建立156
834典型场坪结构下运输过程响应仿真与结果分析157
84导弹起竖过程装备与场坪耦合响应仿真159
841问题描述159
842风载荷计算163
843场坪建模基本假设164
844网格无关性分析165
845典型场坪结构下起竖过程响应仿真与结果分析167
85导弹发射过程装备与场坪耦合响应仿真169
851问题描述169
852发射过程激励载荷170
853典型场坪结构下发射过程响应仿真与结果分析170
854场坪结构参数对承载强度的影响171
燃气射流动力学篇
第9章燃气射流基本概念与理论181
91燃气射流的基本概念182
911导弹发射过程的燃气射流问题182
912燃气喷管与射流结构184
92燃气流场的控制方程188
921气体动力学基本概念188
922气体动力学基本方程190
923燃气射流的湍流效应192
93燃气流场的数值解法195
931控制方程的通用形式及离散196
932压力基求解器197
933密度基求解器198
参考文献199
第 10章弹射内弹道流场仿真201
101弹射动力装置的基本构成203
1011弹射装置结构形式203
1012弹射工质的类型206
102弹射内弹道流场CFD仿真方法209
1021模型简化与网格处理209
1022弹射内弹道数理模型211
1023弹射作用力计算与动网格更新方法222
103弹射内弹道流场中的多相流仿真方法225
1031燃气与水蒸气两相流场仿真方法225
1032掺铝固体推进剂气-固两相流场仿真方法228
104典型弹射内弹道流场仿真案例234
1041典型底推式燃气蒸汽弹射234
1042典型提拉杆燃气弹射243
第 11章激波开盖过程流场仿真247
111激波开盖流场仿真基本理论248
1111激波开盖类型及原理248
1112激波开盖的盖体材料251
1113激波开盖的盖体形状252
112易碎盖气动耦合仿真254
1121盖体分离动网格技术255
1122六自由度分离模型257
113激波开盖流场建模仿真方法264
1131模型前处理264
1132数值计算268
1133后处理分析271
114典型实例分析273
1141几何模型273
1142网格划分275
1143仿真计算过程276
1144仿真结果及分析279
参考文献282
第 12章导弹热发射燃气流场仿真285
121裸弹热发射流场仿真286
1211裸弹热发射流场特征286
1212裸弹发射流场仿真方法287
1213裸弹热发射流场仿真典型案例294
122箱式热发射流场仿真305
1221箱式热发射流场特征305
1222箱式热发射流场仿真方法307
1223箱式热发射流场典型案例311
123同心筒热发射流场仿真322
1231同心筒热发射流场特征322
1232同心筒热发射流场仿真方法324
1233新型引射同心筒327
1234同心筒热发射流场典型案例332
参考文献339
第 13章水下发射环境多相流场仿真341
131水下发射多相流问题简介342
132水下多相流常用模型344
133水下多相流工程问题仿真方法350
134水下多相流仿真结果354
参考文献361