为研究旋转爆轰的自持机理,基于带化学反应的二维Euler方程,对2H2/O2/Ar系统在圆环管内爆轰的传播进行了数值模拟.用二阶附加半隐的Runge Kutta法和五阶WENO格式分别离散欧拉方程的时间和空间导数项,采用基元反应简化模型描述爆轰化学反应过程,得到了旋转爆轰流场温度、压力、典型组元OH质量分数的分布及数值胞格结构.结果表明,爆轰波在圆环管中传播时,受壁面敛散性的影响,沿圆环凹壁面一侧流场的温度、压力和化学反应强度均高于凸壁面侧,而胞格尺寸则要小于凸壁面侧;旋转爆轰波沿凹壁面的传播速度要大于沿凸壁面的速度.数值计算得到的胞格结构与实验结果定性一致.

为研究氧化剂中含氧量对脉冲爆轰发动机性能的影响,对采用不同含氧量的压缩气体作为氧化剂的火箭式脉冲爆轰发动机进行了实验研究.实验结果表明,压缩气体中含氧量变化对爆轰波压力有较大影响,在压缩气体中适当提高氧气含量,能显著促进爆轰的转变;爆轰波峰值压力随着含氧量的提高而增大,并能在爆轰管中形成稳定的爆轰.采用氧气和氮气混合气体作为气源的火箭式脉冲爆轰发动机可简化氮气作为隔离气体时的进气过程.实验结果对提高火箭式脉冲爆轰发动机的工作频率的实验研究具有实际意义.

为了研究催化剂对太根发射药装药燃烧性能的影响,将二茂铁、氢氧化镍、草酸镍、硝酸镍、铁酸镍5种不同催化剂加入太根发射药中,利用密闭爆发器实验研究了不同催化剂对太根发射药燃速和燃速压力指数的调节规律.实验结果表明,催化剂可以有效地调节太根发射药的燃速;在50~150 MPa测试压力区间内,草酸镍可以提高发射药燃速6.3%以上,降低太根发射药燃速压力指数14.58%.弹道结果表明,在太根发射药中添加草酸镍能使火炮初速提高1.64%.

为了进行小尺寸、长行程、低过载发射,设计了一种拉杆活塞式发射装置.根据经典内弹道理论,采用集总参数法对混合装药下含高低压药室的发射过程建立了内弹道模型;采用四阶龙格库塔法对该模型内弹道过程进行了求解.数值计算结果表明,拉杆活塞式发射具有较低的最大膛压和发射过载,但随着拉杆数量和质量的增加,对弹丸做功效率有所下降.拉杆活塞式发射过程的理论计算为该发射装置的改进设计提供了参考.

为研究新型低噪声水下鱼雷发射装置,介绍了一种新型外置式蓄能发射装置,该装置属于液压平衡式发射装置,并且将动力缸及活塞组件置于潜艇耐压壳体与非耐压壳体之间,有利于节省艇内空间.将发射装置的水缸、发射管、气液缸的气腔和液腔视为4个压力均匀的工作腔,根据发射原理分别建立了发射装置各子系统的数学模型,仿真分析了外置式水下蓄能发射装置的内弹道特性.结果表明，膛压在短时间内达到最大，鱼雷在管内的加速度随之也升到最高；为避免发射过程中膛压的骤升引起的液压冲击，需设计合适的发射阀来控制发射能量的释放.

采用无网格算法对二维非定常膛口流场进行了数值模拟.将膛口计算域进行点云离散,采用曲线拟合计算传播导数,用HLLC格式计算数值通量,运用龙格库塔法时间推进,得到了一系列随时间顺序的数值计算结果,描述了膛口流场的形成发展过程,清楚地显示了流场波系结构的变化并对其进行了分析.计算结果与文献及实验结果相符,表明该数值计算方法可行,并且具有很好的激波捕捉能力和激波分辨率.

为了准确实时估算修正弹的无控弹道,实现简易弹道修正,进一步提高弹箭的密集度,分别应用 “当前”动态运动线性模型卡尔曼滤波和非线性质点弹道模型的扩展卡尔曼滤波,对GPS测量的修正弹飞行弹道空间位置参数进行滤波算法的实现与比较.算例仿真结果表明,采用质点弹道模型的滤波估计精度和收敛速度优于“当前”动态运动模型,但对系统模型参数的精度要求较高,对模型参数和过程参数变化的适应性不如“当前”动态运动模型.

为提高空地制导布撒武器子弹药命中精度,在不加装任何测风设备的基础上,在制导闭环条件下利用弹上惯导系统输出信息进行水平面内的侧向风速度估计.根据工程经验,建立了六自由度数学模型以及误差模型,对常值风及随高度变化风场条件下的风速估计算法进行验证,风速估计精度达到4.26m/s(3σ).仿真结果表明,侧向弹道机动为影响侧风估计精度的主要因素,在机动过载小于0.05的条件下,能够保证综合风速估计精度小于5.72m/s(3σ).

为研究弹道修正过程中弹丸转速的变化情况,在建立脉冲修正弹角运动方程组的基础上,分析了转速变化的影响因素,推导了脉冲修正后弹丸的平衡转速.根据修正弹道的特点给出了脉冲结束后弹丸转速的变化规律.研究表明,脉冲作用的径向偏心是造成弹丸转速大幅变化的主要原因,转速变化的剧烈程度与脉冲冲量大小、径向偏心距及脉冲发动机工作个数有关；转速趋于平衡转速的渐进过程与脉冲作用无关.

为提高样条约束的弹道融合处理的精度,提出了一种基于抗差估计的弹道融合估计方法,该方法根据弹道处理中各类误差特性的不同,设计相应的标准进行分离,并实现异常值修正、系统误差迭代估计和样条节点的自适应调整,利用修正后的样条函数和观测向量再进行弹道解算可有效地提高解算的精度.通过算例分析验证了该算法的可行性和实用性,计算结果表明该方法能有效地抵御异常观测、系统误差及样条表示误差对弹道解算结果的影响.

为了考察水下航行体在大攻角下出现的侧面空化现象,建立了基于输运方程型空化模型和非线性涡粘湍流模式的空泡流数学模型和数值算法,自主开发了适用于复杂流场的三维空泡流计算程序,对水下航行体空泡流进行了数值模拟.计算得到了与试验一致的空泡形态,模拟出了实验所发现的大攻角航行体侧面空化的现象及其变化规律.航行体横截面内速度分布及表面压力分布的定量分析结果表明，在大攻角条件下侧面空化攻角增大到一定程度时，横向速度分量足够大将导致空化区范围剧烈增大，侧面空泡突然爆发.

为研究水下枪械弹丸出枪口的运动速度变化规律,提出了一种膛口速度测试的新方法:在距枪口3 m内,采用一对标准线圈靶,在多个位置点对弹丸进行多次重复测量,并以各位置点的平均速度进行拟合,再反推到枪口,得到枪口速度及弹丸在距枪口3 m内的速度变化规律.该方法避免了常规多个线圈靶同时测量时由于各线圈靶的动态特性不一致而造成的测速误差,使所得到的枪口速度及弹丸在距枪口3 m内的运动规律更具有统计平均的可信度,正确地反映了弹丸运动的真实规律.

采用56 mm破甲基准弹来固定射流参数,通过DOP实验,研究了不同夹角、不同夹层厚度和不同夹层材料情况下橡胶基复合装甲抗射流侵彻的空间防护能力、质量防护能力和差分防护能力,通过X光观察了射流侵彻复合装甲后射流断裂和变形情况.分析了倾角、橡胶夹层厚度和夹层材料对复合装甲抗射流侵彻性能的影响原理,结果表明,橡胶复合装甲在倾角为60°,橡胶夹层厚度为3.5 mm,夹层材料为天然橡胶6744时,橡胶复合装甲具有最优的抗射流侵彻性能.

脱粘对陶瓷复合装甲抗多发打击有重要影响.基于已有弹道试验，应用LSDYNA软件，采用建粘结层的方法，研究了陶瓷/铝合金复合装甲在7.62 mm穿甲弹打击下陶瓷板的脱粘问题.比较了界面应力失效准则和粘结层应变失效准则，探讨了聚氨酯粘结层的脱粘机理.结果表明，粘结失效应采用粘结层应变失效准则，脱粘的主要机理是粘结层材料的拉伸破坏.

为了找出一种适合于串联侵彻体形成及侵彻过程研究的数值方法,使用AUTODYN流体代码对双层罩在爆轰产物作用下的形成规律进行了数值仿真.数值仿真的目的是比较Lagrange算法、Euler Lagrange Coupling算法和Euler算法,这3种算法哪种更适合于研究该文的物理情况.研究对象是由一个主装药和两层药型罩构成的双层药型罩成型装药,中心点起爆.仿真和试验的结果对比发现,当采用Lagrange算法且两罩之间的摩擦系数取为0.28时,仿真结果与试验结果吻合较好.

为评估破片战斗部对武装直升机的威力,提出了一种将目标舱段等效划分为几何/结构舱段、要害舱段和非要害舱段3种类型的易损性模型,针对不同的舱段类型制定了不同的毁伤评估准则和毁伤概率计算方法.引入基于THOR方程的射击线仿真,考虑了空气阻力导致的破片着靶点漂移效应,以及破片对多层舱段的穿透破坏作用.利用对起爆位置均匀抽样仿真的方法,得出了破片战斗部对典型目标的毁伤空间分布规律,结果表明目标要害部位分别位于主旋翼和尾桨附近,从顶部攻击时效率更高.

为了降低布撒器弹载计算机子弹药延时解算程序实时解算时间,设计了一种基于BP神经网络方法的延时快速在线解算算法，利用Visual C++编制仿真程序，采用包含3个输入节点、8个输出节点和8个隐层节点的3层BP网络进行解算，并通过仿真计算进行了验证.仿真结果表明该方法计算结果误差小，精度满足指标要求.

为获取轻气炮冲击实验有效的观测方法,设计了一种用于一级轻气炮的高速摄影系统,给出了摄影系统的布置、安全防护和光路设计.利用该实验系统研究了弹丸垂直冲击靶体和斜冲击靶体情况下，弹丸碰靶前的飞行姿态、碰靶后的侵彻过程以及混凝土靶体飞溅物的运动状态等，结果表明高速摄影方法在轻气炮进行冲击过程中能够捕捉到弹丸在整个冲击过程中速度和姿态的连续变化情况以及靶体破坏状态等大量信息.

为了解决BTT导弹制导的传统难题,将利亚普诺夫方法引入BTT导弹制导律的设计中,得到卡尔曼滤波器结构,形成BTT导弹利亚普诺夫制导系统,分析了反正切方法形成的BTT导弹比例导引(PN)系统与BTT导弹增强型比例导引(APN)系统,得到了考虑驾驶仪滞后、过载为0时奇点限制的具有更优制导性能的BTT导弹利亚普诺夫制导律.对比了3种制导律,结果表明,利亚普诺夫制导律性能优于BTT导弹比例导引制导律与增强型比例导引制导律的性能.

针对导弹非线性不确定系统,提出了基于动态逆方法及模糊自适应理论的导弹自动驾驶仪设计方法.基于导弹的非线性模型设计了快、较慢回路的动态逆控制器以实现其非线性解耦,将系统不确定性和外界干扰引入到较慢回路中.根据系统跟踪误差在线调整模糊系统权值,使其一致逼近导弹较慢回路的非线性函数.设计了在模糊系统的最小逼近误差上界未知情况下的较慢回路的自适应模糊控制律,以抵消整个控制系统的总不确定性及干扰对系统性能的影响.仿真分析结果验证了所设计控制方法的有效性.

针对舰舰协同制导舰空导弹超视距拦截低空飞行目标问题,在初制导段,设计了一种指数型制导律,保证导弹由发射姿态平滑快速地转至装定角;在中末制导段,应用最优控制理论,设计了对目标机动和视线角速率量测噪声具有强鲁棒性的最优制导律;考虑地球曲率,以经纬度位置为基准,通过一系列坐标变换,将目标信息变换到发射坐标系下,建立了制导律所需各种信号指令的解算模型.仿真结果验证了协同制导指令解算模型的正确性和制导律的可行性与鲁棒性.

为了研究电磁轨道炮结构设计参数与电枢出口速度之间的相关性,建立了电磁轨道炮电枢出口速度影响因素的指标体系，采用灰熵关联法,分析了电容、电感、电阻、电枢质量、轨道有效长度、放电电压对某口径电磁轨道炮电枢出口速度散布特性影响的显著程度.结果表明,放电电压、电容是影响电磁轨道炮精度的主要因素,电枢质量对电磁轨道炮精度影响最小，这为提高电磁发射系统的优化设计提供了科学依据.

为了分析同步感应线圈炮(SICG)驱动线圈间距对弹丸初速的影响,建立了SICG系统的数学模型,以一个3级系统为例进行了仿真分析,获得了不同驱动线圈间距情况下弹丸所受3级驱动线圈推力及弹丸初速的曲线.分析结果表明，随着驱动线圈间距的增大,弹丸初速先减小后逐渐增大;当驱动线圈间距增大到一定数值时，弹丸初速增幅逐渐减小直至趋于稳定.

提出了筒口附加气室的筒盖系统降载方案,基于无相变轴对称VOF模型和动网格技术对附加气室体积、连通长度与筒盖受载特性之间的关系进行了建模仿真,根据附加气室体积的不同和连通环节接口长度的不同，选取4种工况进行了计算.不同工况结果的对比分析表明，附加气室确实对筒盖系统具有降载效果,且附加气室体积越大、连通长度越长,正压峰降载的效果越明显;负压峰载荷只有附加气室体积和连接长度足够大后才具有降载效果.该结果对于指导筒盖系统降载方案的设计和实施具有重要指导意义.

针对车载炮制动过程中的制动效能问题,在车载炮行驶运动和车轮受力分析的基础上,建立了车载炮制动效能基本方程,对车载炮制动时的制动力、制动减速度和制动距离进行了分析,以三轴车载炮为例进行了仿真计算,获得了车载炮制动过程中的车轴抱死顺序和制动减速度、制动位移随时间的变化规律,为车载炮制动系统设计提供了参考.