为了准确获得膨胀波在火炮膛内的传播规律，根据膨胀波火炮的发射特点，分析了膨胀波火炮发射过程中膛内复杂波系的组成及传播特性.利用膨胀波在燃气介质中的传播特性，结合膨胀波火炮两相流内弹道方程，给出了膨胀波在火炮膛内传播速度的求解方法.通过对膛内压降传递规律的捕捉计算和试验比对，较准确地获得了膨胀波在膛内的传播规律，为火炮系统膛内波动效应的研究提供了一种可行的求解方法.

为研究某双基固体推进剂药柱的本构关系，对固体推进剂试件进行了不同温度、不同应力水平条件下的单轴拉伸实验，分析了其力学行为的非线性特性，得到了与应力水平相关的蠕变本构关系和与应变率相关的单向拉伸本构关系.结果表明，固体推进剂药柱力学性能与时间、温度、应力强烈相关.所得到的双基固体推进剂的蠕变本构关系及单向拉伸本构关系与实验结果比较吻合.

采用标准kε模型、Lagrange颗粒轨道模型分别计算了喷管出口压比为1.5和2.5时，喷管出口与挡板间距为6倍和8倍喷管出口半径情况下，固体火箭燃气垂直冲击到挡板上形成的纯气相及两相冲击流场，对比分析了单相与两相冲击流场结构.用冲蚀与沉积模型计算了颗粒对挡板的机械冲蚀率，分析了挡板冲蚀率分布与冲击区流场结构、流场中颗粒分布及运动轨迹之间的关系，计算结果与试验结果基本一致.

为了保证平衡炮在大药室、长传火距离和大装药量装填条件下的发射安全，讨论了大口径高速平衡炮发射一般发射药的选择原则，用经典内弹道理论对不同发射药作了计算与分析，在建立平衡发射两相流理论模型的基础上对管状药和粒状药的发射作了压力波强度安全对比分析，结果表明，所设计的装药结构在保证发射初速大于960 m/s的要求下，膛压低于300 MPa，压力波动也在安全范围之内，总体上选用双基管状药优于三基粒状药.

为分析大过载下发动机装药的强度，采用基于Total Lagrangian方法的三维粘弹性大变形增量本构关系，用有限元方法对某轴向高过载下固体火箭发动机装药在发射过程中的应力应变场进行了数值模拟.结果表明，装药的最大等效Von Mises应力及应变值均发生在装药底部，根据最大变形能理论，最大等效应力及应变均不会引起装药结构破坏.装药与支撑面接触面积的变化，会引起装药最大等效应力和最大等效应变的变化.在装药内外两侧进行切削，会在相应位置引起应力集中.

为了研究燃气舵气动特性的形成机理，采用NS方程模拟了推力矢量燃气舵表面压力分布,得到了不同舵偏角下燃气舵周围压力的变化曲线，分析了燃气舵表面不同位置压力的大小.结果表明，舵偏角的变化对燃气舵背风面的压力影响不大;随着舵偏角的增大, 燃气舵迎风面的压力变化很大；在升力贡献方面，靠近根部区域大于梢部，最大厚度处上游区域大于下游.

为研究子母弹攻击复杂多区域面目标时瞄准点的选择问题，定义了区域要害指数、区域命中概率及命中要害指数，建立了通过计算拟瞄准点的命中要害指数来搜索最佳瞄准点的优化方法.理论推导和仿真分析表明，相关指标的定义是合理的，所设计的命中要害指数的计算与搜索方法简单、精确，该研究结论为工程上子母弹武器系统射击复杂形状面目标的火力运用提供了参考.

弹目相对方位是弹丸修正所需的重要参数.提出了一种利用由磁陀螺姿态测量系统和CCD组成的低成本测量系统测量弹目相对方位的方法，给出了利用地磁矢量、陀螺和CCD测量结果进行弹目相对方位解算的数学模型，进行了仿真试验.试验结果表明，该方法在一定条件下测量弹目相对方位能达到较高的精度，即弹目相对转角不超过5°.

针对远程火箭试验射程与计算射程不相符的问题，提出了大攻角下应考虑赤道阻尼力矩章动阻尼与进动阻尼特性的不同，推导了这种不同与攻角的关系，用奇点理论与振幅平面方程推导了在这种非对称赤道阻尼力矩作用下产生极限圆锥运动的条件，通过数值计算进行了验证.结果表明，大攻角下非对称赤道阻尼力矩能产生极限圆锥运动，可造成远程火箭攻角长时间不衰减从而增大阻力、减小射程.

针对现有抛放弹弹射系统的问题和不足，提出了抛放弹燃气驱动下的大行程低过载弹射系统的3种降压方案，以经典内弹道学和气体动力学为理论基础，建立了相应的数学物理模型.仿真结果表明，3种方案能有效地降低导弹的过载，克服载机流场干扰和发射环境的有害影响.

为研究外弹道相似理论的应用，分析了外弹道相似性条件的分类特点.针对小弹模拟大弹的具体条件，建立了第4类相似性在非完全相似条件下的外弹道修正方法，分析了弹丸质量和膛线缠度作为非完全相似参数对相似性的影响.试验数据表明，小口径模拟弹修正后与中、大口径基本弹的外弹道相似性良好，研究结果对外弹道相似理论在实际中的应用有借鉴作用.

为提高金属风暴武器系统射击效能，根据舰载金属风暴武器系统的特点，建立了金属风暴武器系统饱和阻拦射击面和毁伤效能计算的数学模型并进行了实例仿真计算，研究了弹丸总数有限情况下的弹丸分布密度、阻拦射击面与毁伤效能之间的关系.实例仿真结果表明，在弹丸总数有限的情况下，目标命中平均弹丸数与必须毁伤命中数相等时，对应的阻拦射击面和弹丸散布密度能使毁伤概率最大.

在分析发射坐标系下来袭导弹的发动机推力、重力和空气动力的基础上，建立了反导仿真过程所需的相关参考坐标系下弹道导弹各飞行段(主动段、被动段和再入段)较为精确的弹道计算模型，研究了导弹来袭仿真、预警探测仿真和来袭导弹弹道预报等过程之间的信息流传递.该研究成果已应用于仿真试验并得到了试验验证，结果表明该方法对反导仿真系统的构建具有重要的指导意义

机动突防是提高弹道导弹生存能力的重要手段之一.提出了一种基于脉冲点火的弹头平面机动的被动段弹道设计一般方法,该方法不同于经典方法和其他弹头机动弹道设计方法.由这种方法设计出来的弹道是由几条曲线段拼接而成.推出了限制点火约束方程的一种更简单形式，描述了解限制点火约束方程的方法，给出了2个仿真实例.仿真结果显示基于脉冲点火的弹头平面机动可提高导弹抵御反导系统的能力,证明了该方法的可行性.

为解决弹道导弹扰动引力计算量大、在目前的弹载计算机上无法实时计算的问题，提出了扰动引力的分段梯度法快速逼近，分析了该算法的逼近效果以及弹上计算实现的可能性.在计算机Pentium2.0G上进行仿真，扰动引力分段梯度法快速逼近速度可达0.001 15 ms，证明扰动引力的分段梯度法逼近是可行的.

将再入弹道跟踪问题转化为再入弹道状态调节问题，得到了一个LTV系统最优控制问题.在此基础上，利用基于伪谱算法的最优反馈控制算法，设计了一种便于在线实现的自适应鲁棒再入制导律.仿真结果表明该制导律在改变参考轨迹后依然能够较好地跟踪新的参考弹道，具备较好的动态性能和再入制导精度，而且不需要显示积分和显示增益调度.

为防止由发动机羽烟效应或冲击波产生的尘云引起前视红外的匿隐和目标的遮蔽，采用三点法导引导弹在初始段沿偏离瞄准线的弧形弹道飞行.通过非线性规划的直接方法优化得到最优的初始段弧形弹道，提出了采用加PI校正的过载驾驶仪对导弹进行控制.结果表明，与标准过载驾驶仪和加积分校正的过载驾驶仪相比，PI校正的过载驾驶仪具有较好的响应速度，能消除跟踪误差，具有良好的性能.利用优化得到的控制指令进行了初始段弹道仿真，验证了该方法的可行性.

为了降低外能源超高射速转管炮驱动功率，建立了机心组动力学方程，分析了机心组加速度对驱动功率的影响，得出降低机心组加速度可有效降低转管炮所需驱动功率.经分析提出了大角度过渡、没有后直线段和斜直线段的新型凸轮曲线.计算结果表明，在10管9 000 min-1的射频下，该凸轮曲线能降低机心组驱动功率多达 110 kW；且射速越高，对降低功耗作用越显著.

基于CFD计算了火炮身管自由后坐速度，给出了一种直接计算炮口制退器效率的方法.该方法以带炮口制退器三维非定常流场的数值模拟为基础，计算出身管在火药气体作用下的最大自由后坐速度，得到了炮口制退器的效率.为验证本方法，以某炮口制退器为例进行计算，计算得到的炮口制退器效率与实验测得的结果较为吻合.该方法可以详细研究炮口制退器对火药气体分流过程的影响，较准确地得到炮口制退器的效率，为炮口制退器的设计提供有价值的参考.

研究了高冲击载荷作用下的火炮磁流变后坐阻尼器，设计了一多阶带槽且经过光滑处理的长行程磁流变阻尼器，运用电磁场有限元分析软件对阻尼器结构与磁路耦合问题进行了求解，分析了线圈绕向、活塞和钢筒部件材料、饱和电流、阻尼通道等各种工况下阻尼器磁场分布情况，给出了冲击载荷下的磁流变后坐阻尼器磁路设计一般准则.数值计算结果表明设计的长行程火炮磁流变后坐阻尼器满足结构与磁路设计要求.

为了有效地减轻火炮质量，对某火炮上架进行了结构优化设计.运用有限元分析和结构拓扑优化设计相结合的方法，依据火炮发射时上架的结构受力特性及其技术设计要求，建立了优化数学模型；利用OptiStruct软件对上架进行了结构拓扑优化.根据优化结果设计的上架结构，质量减小12.17%，刚强度性能满足设计要求.该方法可用于指导火炮其它部件的结构优化设计和轻量化设计.

为研究脆性材料的静态抗侵彻阻力，将Griffith双轴屈服准则作为该类材料的屈服判据，结合脆性材料的破坏特点，将其简化为弹性裂纹破碎响应.利用统一形式的静态空腔膨胀理论，得到了脆性材料的静态抗侵彻阻力.与现有文献的计算模型进行对比，结果表明该模型较适用于混凝土材料，并明确了各阻力模型的适用范围.

为了研究可选择作用/双模式战斗部的作用机理，分析了一种在药型罩前适当位置安装一个可抛掷的十字形切割网栅的装药结构，针对该结构建立了有限元计算模型，利用LS DYNA3D动力有限元程序，采用Lagrangian方法，对药型罩经过切割网栅形成多个破片及其侵彻靶板的过程进行了数值模拟，模拟结果与试验结果吻合得较好.研究表明，该装药结构能形成5片具有一定质量和方向性、速度达到1 500～1 800 m/s的破片，产生的破片能够穿透48 m处的6 mm的45#钢板，可以用来打击直升机等轻型装甲目标.

为保证潜射导弹在不确定的海洋环境中能顺利出水，建立了潜射导弹水下及出水运动数学模型，对冷、热2种发射形式的导弹在无控、PID全程控制、模糊PID分段控制3种状态下的水下运动情况进行了仿真分析.结果表明，低海况下的海浪对导弹的出水姿态影响较小，高海况则不适宜进行导弹发射任务；在不确定的海况影响下，模糊PID分段控制较PID全程控制更适合对导弹的出水姿态进行控制.

基于Rayleigh Plesset方程的单一介质可变密度混合模型，建立了自然空化流动的多相流模型，利用软件Fluent6.0对水下高速射弹空泡流动进行了数值模拟，计算了4种射弹模型在高速运动下的超空泡形态以及阻力系数，分析了射弹空化器直径、长细比和空化数等对射弹超空泡几何形态以及阻力特性的影响.仿真结果表明，随着空化数的增加，超空泡直径与长度减小；空化器直径对射弹阻力特性的影响显著；增加航行体的长细比，可以获得更小的阻力系数.

为了研究自然超空泡形态稳定性，根据Logvinovich独立膨胀原理发展了一种用于计算非定常自然超空泡形态的计算方法.运用该方法对自然超空泡形态进行了数值仿真研究.研究表明流场压力、模型速度、模型后体和空化器阻力系数都会对自然超空泡形态稳定性产生影响.不同幅度、不同频率和不同形式的扰动对自超空泡形态稳定性的影响不同.自然超空泡在受到扰动后表现出波动性和时间滞后性.

为将DCD格式推广到两相流动力学计算，通过对气固两相流动力学方程的适当变形，并处理为向量形式，实现了用DCD格式对气相和固相的统一计算，无须数值粘性和人工滤波.分别用DCD格式、Mac Cormack格式、TVD格式对密闭容器内的一维非定常气固两相流动进行了计算.计算结果表明，DCD格式计算精度高，使用方便.DCD格式能用于两相流动力学仿真，是一种很好的激波捕捉格式.