(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210946859.6 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 北京信息科技大 学 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 12号 申请人 南京理工大 学　北京理工大 学 (72)发明人 刘福朝　王桂奇　刘宁　王良明　 苏中　付梦印　邓志红　沈凯　 (74)专利代理 机构 北京天同知创知识产权代理 事务所(普通 合伙) 16046 专利代理师 马金霞 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 远程尾控制导炮弹气动特性的分析方法及 装置 (57)摘要 本发明公开了一种远程尾控制导炮弹气动 特性的分析方法及装置。 其中， 该方法包括： 对炮 弹的弹体进行物理建模， 得到炮弹模型； 对所述 炮弹模型进行非结构化网格划分并设置边界条 件； 基于所划分的网格和所设置的边界条件， 对 所述炮弹模 型进行气动特性分析， 得到所述炮弹 模型的气动特性随飞行马赫数和攻角的变化规 律。 本发明解决了由于高旋制炮弹转速高而导致 的控制难度大的技 术问题。 权利要求书2页 说明书10页 附图9页 CN 115438534 A 2022.12.06 CN 115438534 A 1.一种远程尾控制导炮弹气动特性的分析 方法， 其特 征在于， 包括： 对炮弹的弹体进行物理建模， 得到 炮弹模型； 对所述炮弹模型进行非结构化网格划分并设置边界条件； 基于所划分的网格和所设置的边界条件， 对所述炮弹模型进行气动特性分析， 得到所 述炮弹模型的气动特性随飞行马赫数和攻角的变化 规律。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 对所述炮弹的弹体进行物理建模， 得到炮 弹模型， 包括： 构建所述炮弹模型的前部舱段； 构建所述炮弹模型的减旋船尾， 所述减旋船尾通过轴承装置与 所述前部舱段进行非硬 连接， 所述轴承装置上 的摩擦力能够带动所述减旋船尾转动， 以使得炮弹的弹体出膛后所 述弹体能够减少旋转。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 对所述炮弹模型进行非结构化网格划分并 设置边界条件 包括： 对所述炮弹模型的弹体计算域进行建模， 并进行网格划分， 其中， 越靠近弹体的网格越 密， 远离弹体的网格相对 稀疏， 弹头 部分的网格最密； 设置边界条件时， 选用 密度基耦合显式求解器进行求解， 对来流和物面分别选用远场 边界条件和粘性 边界条件。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在对所述炮弹模型进行非结构化网格划分 之前， 所述方法还 包括： 通过工程计算方法确定所述炮弹模型的阻力系数表达式和升力系数表达式； 确定所述炮弹模型的连续 性方程和运 量方程， 并求 解所述炮弹模型的能量方程； 确定所述炮弹模型的湍流模型。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 对所述炮弹模型进行气动特性分析， 得到 所述炮弹模型的气动特性随飞行马赫数和攻角的变化 规律， 包括： 计算不同攻角和不同马赫下的阻力系数、 升力系数和力矩系数， 以进行动态监控窗口 分析， 得到所述炮弹模型 的升力系 数、 阻力系 数和力矩系 数随飞行马赫数和 攻角的变化规 律； 计算不同攻角和不同马赫下的X方向速度分布云图和炮弹表面压力分布云图， 以进行 空气绕炮弹流动情况窗口分析， 得到所述炮弹模型的激波和弹体表面压力随飞行马赫数和 攻角的变化 规律； 计算所述炮弹模型的最终收敛的 阻力、 升力和力矩， 以进行所述炮弹模型的受力分析， 得到所述炮弹模型的受力随飞行马赫数和攻角的变化 规律。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 得到所述炮弹模型的升力系数、 阻力系数 和力矩系数随飞行马赫数和攻角的变化 规律包括以下至少之一： 在攻角一定的情况 下， 随着马赫数的升高， 阻力系数也在不断升高； 在攻角一定的情况 下， 随着马赫数的升高， 升力系数也在不断升高； 在攻角一定的情况 下， 随着马赫数的升高， 力矩系数也在不断升高。 7.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 得到所述炮弹模型的激波和弹体表面压力 随飞行马赫数和攻角的变化 规律包括以下至少之一：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438534 A 2在攻角一定的情况 下， 随着马赫数的升高， 激波逐渐减小； 在攻角一定的情况下， 随着马赫数的增大， 弹体表面压力逐渐增大， 其中， 弹头所承受 的压力最大。 8.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 得到所述炮弹模型的受力随飞行马赫数和 攻角的变化 规律包括以下至少之一： 在攻角一定的情况下， 随着马赫数的增大， 阻力也在不断上升， 且上升程度由迅速逐渐 变为缓慢， 但最终呈上升趋势； 在马赫数一定时， 随着攻角的增大， 阻力先下降后上升到峰 值， 然后下降， 但总体呈 上升趋势； 在攻角一定时， 随着马赫数的增大， 升力也在不断上升， 其中， 在0 °攻角时， 上升率很 小， 但是升力系数在其余攻角时 随着马赫数的增加而不断增大， 且攻角越大， 升力系数的增 长趋势越快； 在马赫数一定时， 随着攻角的增大， 升力也在不断上升， 且马赫数越 大， 升力系 数的增长 趋势越快； 在攻角一定时， 随着马赫数的增大， 力矩系数也在不断上升， 且随着攻角的增大， 力矩 系数的增量差值也逐渐变大， 攻角越大， 升力系数的增长趋势越快； 在马赫数一定时， 随着 攻角的增大， 力矩系数 逐渐呈上升趋势， 且上升程度逐渐缓慢。 9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法， 其特征在于， 在得到所述炮弹模型的气动 特性随飞行马赫数和 攻角的变化规律之后， 所述方法还包括： 基于所述变化规律来制 造减 旋制导炮弹。 10.一种远程尾控制导炮弹气动特性的分析装置， 其特 征在于， 包括： 模型构建模块， 用于对炮弹的弹体进行物理建模， 得到 炮弹模型； 设置模块， 用于对所述炮弹模型进行非结构化网格划分并设置边界条件； 分析模块， 用于基于所划分的网格和所设置的边界条件， 对所述炮弹模型进行气动特 性分析， 得到所述炮弹模型的气动特性随飞行马赫数和攻角的变化 规律。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438534 A 3