江振宇[1]2002年在《固体火箭发动机喷管CAD》文中研究指明固体火箭发动机设计是一项复杂的系统工程。将CAD技术引入固体火箭发动机设计，可大幅提高设计效率和产品质量，缩短固体发动机研制周期，将设计者从简单的重复劳动中解放出来，有利于设计创新。本文结合空空导弹研究院固体发动机喷管CAD系统研制需要，讨论固体火箭发动机喷管CAD系统功能、组成和实现方法。系统主控程序及界面采用Borland C++ Builder开发。按照设计流程，首先完成了喷管型面设计、结构设计和热防护设计；完成了喷管质量特性计算，实现了参数化喷管结构图绘制；采用有限差分方法计算了喷管温度场；采用直接优化法和遗传算法实现了喷管型面优化；采用面向对象技术与关系数据模型建立了数据库管理系统；最后以数据库为核心实现了系统集成。本文从理论上探讨了系统功能，给出了设计实例及算例，应用效果良好。喷管CAD系统作为固体火箭发动机CAD的重要组成部分，将在固体发动机研制中发挥重要作用。
张毅[2]2002年在《固体火箭发动机CAD系统的研究与软件开发》文中提出本文将固体火箭发动机设计与计算机辅助设计相结合，建立了一套固体火箭发动机计算机辅助设计系统软件(简称RECAD)，整个系统软件集成了计算分析、数据库管理系统和工程绘图叁个子系统。计算分析子系统包括火箭发动机总体优化设计、内弹道计算、热力参数计算、发动机壳体应力有限元分析、结构特征值计算、质点外弹道计算、点火装置的设计计算。数据库管理系统建立了一些常用材料数据库、常用参数数据库及火箭发动机产品数据库，并建有完整的管理系统支持对这些数据库进行修改、查询、增加和删除。工程绘图可以绘制二维曲线图和零部件图，其中二维曲线包括有内弹道压(推)力—时间曲线、质点外弹道动态模拟曲线；零部件图包括有标准螺栓与螺纹孔、燃烧室结构图、装药设计截面图、连接底结构图、喷管结构图及火箭发动机总体装配图。整个系统具有十分友好的用户界面，只需通过给出一定原始数据，就可实现用户的设计工作并支持对原始数据修改完成用户对设计的修改。经过实例测试，证明该软件系统具有一定的实用价值。
郭大庆[3]2005年在《固体火箭发动机喷管热结构CAD设计》文中研究说明本文系统地研究了固体火箭发动机喷管热结构CAD系统的组成,应用面向对象技术和大型有限元分析软件ANSYS的二次开发技术,开发了固体火箭发动机喷管热结构设计、计算与分析系统,较为成功地解决了如下几个关键问题: 1.为固体火箭发动机喷管热结构设计提供了一个界面友好、交互性强、通用性好的设计工具与集成化的设计环境,用户可以在该设计环境中完成喷管结构形式的选择、流动的计算及温度场、热应力场的分析等喷管设计流程。与以往的手工设计和其它设计方法相比,大大提高了设计的效率,而且整个设计结果以单个文件的形式保存,易于管理和查看。 2.该系统集成了目前工程上常用的喷管热结构设计与计算方法,提供了多种喷管结构形式,具有很强的实用性。 3.利用图形技术对喷管结构进行了二维绘图显示,对喷管结构的构造采用参数化的方法,通过一系列几何参数值来确定结构的具体形式,参数改变后可以立即显示生成新的设计示意图形。 4.对ANSYS进行二次开发,利用ANSYS提供的参数化设计语言(APDL)及其批处理模式对ANSYS进行封装,编制该CAD软件与ANSYS的接口程序,用户可以在该CAD软件中从后台调用ANSYS核心计算程序进行喷管定边界温度场、烧蚀温度场和热应力分析。 整个系统采用C++Builder 5.0作为主要开发环境,运用面向对象的思想将喷管分成不同的结构组件,然后通过组合可以构成不同的喷管结构,这样使得本系统的通用性得到很好的体现,并进一步保证了系统的可扩展性,新结构类型的喷管只需要添加没有的组件形式就可以了。软件模块的独立性、动态链接性和可维护性都得到很好的体现。
解红雨[4]2006年在《固体火箭发动机分布式集成设计平台及其关键技术研究》文中认为导弹和运载火箭技术的发展,对固体火箭发动机设计提出了高性能、低成本、短周期的要求,迫切需要先进的固体火箭发动机集成设计平台提供技术支撑。本文在“固体火箭发动机CAD/CAM”项目支持下,以固体火箭发动机分布式集成设计平台为研究目标,围绕集成设计平台的体系结构、数据集成、设计过程集成、应用集成等关键技术开展研究。本文分析了固体火箭发动机设计过程及其影响因素,研究分析了发动机分布式集成设计平台内涵,给出了基于集成设计平台的发动机设计过程,分析了分布式集成设计平台体系结构特征,建立了集成设计平台运作体系结构、系统体系结构和技术体系结构。分析了发动机设计过程中的基本数据元素和模型,建立了由组织、过程、产品、资源和约束等视图组成的多视图集成数据模型,提出了基于可扩展标记语言(XML)的数据共享与交换机制和基于主模型的数据一致性管理方法,研究了集成数据模型的数据状态、安全性、版本等管理问题,从而解决了集成设计平台底层数据支撑问题,实现了发动机设计数据集成。提出了设计过程集成的分层实现策略,构建了由项目、系统全局工作流和分系统工作流构成的过程集成模型,分别应用扩展赋时着色Petri网和活动网络图研究了系统全局工作流和分系统工作流建模方法,建立了分层集成的过程管理系统,从而解决了发动机设计中宏观全局过程的监控与管理和微观设计探索过程的建模与管理及两者间集成问题,实现了发动机设计过程集成。给出了基于组件的应用集成方法及组件形式化定义,提出了集成设计平台应用组件接口开发规范,开发了发动机集成设计平台应用组件库,建立了支持算法组件动态组合的工作流系统,从而解决了集成设计平台中应用软件的可重用性、可扩展性和可配置性问题,实现了集成设计平台应用集成。应用上述研究成果,构建了基于J2EE的固体火箭发动机分布式集成设计平台,建立了发动机集成设计平台原型系统SRMIDE,通过高压强固体发动机设计应用实例,验证了本文研究成果的可行性、有效性和实用性。
徐旭, 杨立, 张振鹏[5]1996年在《固体火箭发动机喷管CAD系统设计》文中认为叙述了一个基于微机的固体火箭发动机喷管ＣＡＤ设计软件的功能及实现过程，内容包括：喷管的型面设计、流场计算、性能预估、结构设计、温度场计算和烧蚀计算等。该软件既可独立地运用于喷管的结构设计，又可以与其它部件的设计软件一起协调工作，共同完成固体火箭发动机的方案设计。该软件已开发成功并投入使用，实践证明具有使用方便、功能完善等特点
徐珂靖[6]2011年在《固体火箭发动机叁维参数化结构设计及程序实现》文中指出固体推进剂是火箭发动机能量的来源，固体火箭发动机药柱安装于固体火箭发动机燃烧室中。药柱内部燃面截面的几何形状与固体火箭发动机的工作时间，燃烧室压力和推力有关。固体火箭发动机装药设计研究随着药柱的燃烧药柱燃面的变化规律，以此获得固体火箭发动机药柱在任意时刻的燃面几何参数，实时反映固体推进剂燃烧过程，计算装药燃面推移过程，计算内弹道，求出压力和推力等参数。本课题系统地分析了固体火箭发动机药柱内流场分析软件的组成和框架，以CATIA、ICEM CFD和FLUENT的二次开发技术和网络技术为基础建立软件系统，设计了一种固体火箭发动机药柱内流场分析的工具，完成软件各模块数学模型的建立和软件控制程序的开发，开发了一套固体发动机内流场分析软件，对该软件各模块进行了验证。最后以一个翼柱形装药形式发动机作为算例，验证了软件用于固体火箭发动机设计的可行性。通过数值模拟固体火箭发动机两相流场，将计算结果与实验数据比较，结果表明通过该工具计算所得的结果能够满足工程要求。这是一套支持客户机/服务器网络计算模式的用于分析固体火箭发动机内流场的计算工具，他可以通过网络交互调度各个子模块及第叁方软件的运行。该软件与CATIA、ICEM CFD、FLUENT等软件兼容，可以连接CATIA、ICEM CFD、FLUENT等软件，实现从几何形状到网格生成的自动化。
谷建光[7]2008年在《基于知识工程的固体发动机设计方法及其应用研究》文中认为本文以固体发动机方案论证为应用背景,系统开展了基于知识工程的固体发动机设计方法及其应用研究。建立了基于知识工程的固体发动机设计体系框架,给出了固体发动机结构-行为-功能映射关系,分析了固体发动机设计特点和设计需求,提出了解决知识表示、知识获取和知识推理等问题的有效方法,为实现固体火箭发动机设计知识继承提供了有效途径。开展了设计功能域建模研究,得到用于设计推理的量化设计要求。开展了映射关系建模研究,明确了总体和分系统设计推理具体任务,给出解决模型知识和经验性知识获取及表示问题的要点。研究了面向对象的混合知识表示方法。分别提出了量化设计要求语义网表示、材料框架表示、启发性知识定性规则、经验性知识神经规则,给出了发动机总体方案、药型、壳体形状、喷管结构、型面及点火器设计结果决策表等单一知识表示方法。应用面向对象技术对单一知识进行封装,实现了面向对象的固体发动机设计案例表示。研究了专家经验指导下的设计知识获取方法。针对量化参数间映射关系,提出了基于定性推理和基于数据挖掘的启发性知识获取策略。针对设计经验性知识来源,分别建立了面向产品实例和面向领域专家的经验性知识获取策略。为提高知识获取完备性和实现较细获取粒度,结合信息熵技术,提出了实例与专家经验相结合的经验性知识获取策略。研究了基于案例的固体发动机集成化推理方法。为解决相似案例差异性问题,提出了基于划分聚类和模糊神经网络的设计案例相似性检索方法。针对映射关系的模糊性和耦合性,提出了基于神经规则的定性描述量调整和基于定性规则的量化参数调整的案例调整策略。建立了发动机总体和各分系统设计推理流程。针对单室单推力和单室双推力固体发动机,实现了基于知识工程的固体发动机设计应用,方案设计阶段涉及总体设计、装药设计、燃烧室设计、喷管设计和点火器设计等内容。本文研究工作用于固体发动机方案论证阶段,对实现设计知识的继承性、设计思路的广泛性和设计过程的快速性具有重要意义。提出的理论和方法具有普适性,可推广应用到一般工程设计问题。
鲍福廷, 蔡体敏, 柳有权[8]2001年在《固体火箭发动机集成初步设计CAD系统研究》文中认为系统论述固体火箭发动机设计的特征后 ,构造了发动机 CAD系统框架 ,并对该系统的主要组成模块的设计进行了有效的探索 ,加速了 CAD技术在固体火箭发动机设计中的应用。已成功地研制了系统的几个重要模块 ,在工程中得到了应用 ,并提出了可行的深入研究方案。研究结果可为固体火箭发动机 CAD系统研制提供重要的技术参考。
江振宇, 张为华[9]2003年在《固体火箭发动机CAD系统实现》文中研究说明介绍了一种系统固体火箭发动机CAD(SRMCAD)的组成和实现。系统集成多个功能子模块,功能较全。利用本系统可快速构造固体火箭发动机,进行全面的性能计算。系统是一种有效的发动机设计辅助工具。
柳有权[10]2001年在《发动机总体优化和性能模拟》文中认为结合固体火箭发动机CAD系统开发，本文应用面向对象技术与OpenGL技术建立了固体火箭发动机总体优化设计与性能模拟子系统，较为成功地解决了如下几个关键问题： 1．为固体火箭发动机初步设计提供了一个界面友好、交互性强、通用性好 的设计计算工具，克服了以往类似计算程序的不足； 2．可以在设计的基础上进行交互式优化，从优化变量、约束变量、目标函 数到优化方法都为用户提供了可供选择的余地； 3．对于质量特性的计算采用了离散积分的方法与发动机结构的图形构造结 合起来，从而保证了数据的内在统一性，结合OpenGL技术对发动机结构 进行了叁维实体造型显示； 4．结合发动机的总体性能计算，本文就发动机燃烧火焰进行了模拟，并结 合OpenGL技术进行了动态显示，从而使得本系统的可视性得到很大的改 观； 5．运用面向对象的思想将发动机划分成组件，然后通过不同的组件进行组 合可以构成不同的发动机结构，这样使得本系统的通用性得到很好的体 现，并进一步保证了系统的可扩展性，新结构类型的发动机只需要添加 没有的组件就可以了。 总之，本文给出了各种方法在固体火箭发动机总体设计中的应用。结合CAD技术给出了整个发动机初步设计的交互式过程，而且还能对大型固体火箭发动机进行总体优化设计，选择一定的发动机数学模型，而且利用计算机图形学上的知识对发动机进行叁维图形构造，基于OpenGL开发出了发动机结构显示和模拟燃烧的效果显示。整个软件框架采用面向对象技术来实现的，软件的模块独立性、动态连接性和可维护性都得到很好的体现。整个系统采用C++Builder作为主要开发环境，同时结合FORTRAN进行混合编程。
参考文献：
[1]. 固体火箭发动机喷管CAD[D]. 江振宇. 中国人民解放军国防科学技术大学. 2002
[2]. 固体火箭发动机CAD系统的研究与软件开发[D]. 张毅. 南京理工大学. 2002
[3]. 固体火箭发动机喷管热结构CAD设计[D]. 郭大庆. 西北工业大学. 2005
[4]. 固体火箭发动机分布式集成设计平台及其关键技术研究[D]. 解红雨. 国防科学技术大学. 2006
[5]. 固体火箭发动机喷管CAD系统设计[J]. 徐旭, 杨立, 张振鹏. 航空动力学报. 1996
[6]. 固体火箭发动机叁维参数化结构设计及程序实现[D]. 徐珂靖. 哈尔滨工程大学. 2011
[7]. 基于知识工程的固体发动机设计方法及其应用研究[D]. 谷建光. 国防科学技术大学. 2008
[8]. 固体火箭发动机集成初步设计CAD系统研究[J]. 鲍福廷, 蔡体敏, 柳有权. 西北工业大学学报. 2001
[9]. 固体火箭发动机CAD系统实现[J]. 江振宇, 张为华. 航空计算技术. 2003
[10]. 发动机总体优化和性能模拟[D]. 柳有权. 西北工业大学. 2001
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