Математическое обеспечение гидрогазодинамического эксперимента

• Автор: Валов, Илья Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Описание эксперимента в гидробаллистическом бассейне

Обзор л итературы

Глава 2. Математическое моделирование старта с использованием парогазового генератора.
Введение.

2.1. Описание конструкции модельного твердотопливного газогенератора.

2.2. Построение математической модели работы модельного твердотопливного газогенератора.

2.3. Описание конструкции модельного парогазового генератора.

2.4. Построение математической модели процесса образования парогазовой смсси

2.5. Описание метода решения задачи

2.6. Исследование численной схемы
2.7. Описание модельного комплекса.
2.8. Построение математической модели движения модели ракеты на шахтном участке
2.9. Результаты расчета и их анализ
Глава 3. Исследование процессов, сопровождающих выход ракеты из шахты
Введение .
3.1. Исследование процесса затопления ракетной шахты.
3.2. Исследование процессов силового нагружения элементов конструкции стенда
Глава 4. Описание программного комплекса.
Заключение.
Список литературы


Такие комплексы могут’ быть успешно применены в том числе и при разработке баллистических ракет подводных лодок. Например, в Государственном Ракетном Центре используются программный комплекс Р1одуУ1вюп разработки московской компании «Тесис» и расширение пакета НАБТРЛМ. Эти программы показали свою высокую эффективность, расчет по ним проводится с высокой степенью точности. Однако применение этих программных комплексов не исключает необходимости проведения экспериментальных исследований. Результаты расчета всегда требуют своего экспериментального подтверждения, поскольку всегда присутствует вероятность наличия неучтенных факторов, способных исказить ожидаемую картину явления. Кроме того, при подготовке модельного эксперимента важна оперативность его подготовки и проведения. Всегда проводится не один эксперимент, а их серия (что еще более ужесточает условие оперативности), и экспериментатор, используя доступное ему математическое обеспечение, должен иметь возможность в короткий срок просчитать несколько возможных вариантов снаряжения материальной части и внося коррективы в условия задачи, выбрать из них наиболее подходящий к конкретным условиям вариант. Именно универсальность программ типа РЬшЛПбюп имеет своим побочным эффектом то, что их код не является оптимизированным под конкретную задачу, а высокая точность требует значительного времени расчета (до нескольких суток). Следует отметить также, что математическое обеспечение, применяемое при подготовке модельного эксперимента, должно помочь оцепить ожидаемые величины. То есть вполне допускается меныпая точность решения, полученного с его помощью, и возможно применение инженерных математических моделей изучаемого явления, требующих значительно меньше времени для своей программной реализации. Поэтому при подготовке модельного эксперимента актуальным является применение математического и программного обеспечения, специально разработанного для нужд экспериментатора. При этом к разрабатываемому проіраммному комплексу предъявляются все тс же требования, что и к его коммерческим аналогам. Кроме того, комплекс не должен предъявлять высоких требований к аппаратному обеспечению компьютера и существенно превосходить свои аналоги в плане быстродействия. Разработанное математическое обеспечение может быть успешно использовано при подготовке модельного эксперимента с применением парогазового энергетического средства старта. Результаты работы докладывались на научных конференциях Челябинского Государственного Университета и Южно-Уральского Государственного Университета, научной конференции молодых специалистов Государственного Ракетного Центра, областной научной конференции «Будущее образования и науки - в руках молодых», всероссийской научной школе «Наука и технологии». По результатам работы выпущены 4 научно-технических отчета ГРЦ, опубликованы 7 работ, из них 2 в изданиях из списка ВАК. Получен один патент РФ на изобретение и 3 патента на полезную модель. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложена на 7 страницах. Список литературы содержит наименование. В первой главе дается описание технологии проведения эксперимента в гидробаллистическом бассейне и рассматриваются научные работы, посвященные процессам образования двухфазных смесей и численным методам их расчета. Вторая глава посвящена построению математической модели процесса образования низкотемпературной парогазовой смеси, разработке алгоритма численного метода, позволяющего рассчитать этот процесс, и подтверждению его практической применимости. В третьей главе исследуются процессы, сопровождающие выход модели ракеты из шахты в ходе эксперимента в гидробассейне. Четвертая глава рассказывает о разработанном программном комплексе, позволяющем проводить расчет по построенным математическим моделям. В заключении подводятся итоги работы. Автор данной работы выражает благодарность научному руководителю, д. Н. Н. Тихонову; к. Ю. II. Кабанову, д. Л. Д. Жаботинскому, д. Б. М. Тюлькину, д. Г. Ф. Костину, д. В. Ф. Куропагенко, д. О. Н. Дементьеву, д. В. И. Пегову за помощь и ценные советы при подготовке диссертации.