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制导炮弹总体气动设计和性能计算概述作者：韩立斌刘士伟来源：《科学与财富》2020年第27期摘要：精确制导技术，增程技术、小型化与模块化技术的应用以及低成本控制等未来战争对制导炮弹的技术要求。
针对增程型制导炮弹，概述了目前总体气动设计和性能计算方面的研究现状，以期为制导炮弹的研究提供参考。
关键词：制导炮弹;增程技术;总体设计一、制导炮弹发展历程制导炮弹是在制导技术、微电子技术以及空气动力学等基础上发展而来的新型炮弹。
相对于常规炮弹，制导炮弹具有命中率高、可打击静态和动态目标的优点，相对于制导导弹，则具有携弹量大、布置灵活以及低成本等优点[1]。
根据应用情景不同，制导炮弹分为陆军火炮制导炮弹、制导迫击炮弹[2]、制导火箭弹以及舰炮制导炮弹[3]等。
美国和前苏联最初研发陆军火炮制导导弹，分别研发出采用激光半主动制导的“铜斑蛇”和“红土地”。
后续采用INS/GPS复合制导方式，涌现出“神剑”火炮制导炮弹以及“ERGM”、“鹈鹕”和“火山”等舰炮制导炮弹，射程由早期激光半主动制导炮弹的20公里提高到50公里以上。
美国、俄罗斯、瑞典和以色列将不同的制导技术应用在常规迫击炮弹上，研发出光电/ 红外制导的“XM386”迫击炮弹、半主动激光制导的“晶面”、“勇敢者”和“LGMB”迫击炮弹等[2]。
为了适应未来高科技战争的需求，对制导炮弹提出了更高技术要求，包括精确制导技术，增程技术、小型化与模块化技术以及低成本控制等。
目前常用的增程技术包括底排增程、冲压增程、滑翔增程以及复合增程等。
以冲压- 滑翔复合增程技术为例，炮弹以超声速发射出炮口，尾翼展开稳定弹体，流入进气道的气流与燃烧室燃料混合燃烧，产生的高温、高压气体由尾喷口喷出，从而弹体迅速加速，为冲压阶段;燃料燃烧结束后，头部进气口封闭，炮弹像常规炮弹一样爬升，为爬升飞行阶段;在炮弹到达弹道顶点附近，鸭翼弹出用来修正飞行弹道，为滑翔阶段。
弹体总体气动设计、进气道流场特性和鸭翼气动效率等直接决定制导炮弹性能，下面概述增程制导炮弹设计和计算方面的研究现状。
某末制导炮弹二体系统运动建模与仿真分析
佟德飞;宋卫东;王月怡;朱建峰
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2014(26)3
【摘要】以往对某型末制导炮弹弹道特性的研究多基于单刚体弹道模型,弹体在飞行过程中所进行的力学分析仅考虑空气动力的作用,未考虑其结构内部具有独立运动部件的动力学特性的影响,这与实际弹体的力学环境有较大的差别。
末制导炮弹弹体内惯导陀螺转子动力学特性会对其弹道特性产生的重要影响。
为了建立更加精确的弹道模型,引入多刚体系统动力学理论建立末制导炮弹二体系统运动模型,全面分析了惯导陀螺与末制导炮弹弹体之间的力学关系,考虑二者的连接方式与约束关系,计算了二体之间的约束力与约束力矩,给出了弹体与陀螺二体联系方程。
编制了末制导炮弹弹道仿真软件,对末制导炮弹惯导飞行增程弹道进行仿真,分析得到陀螺运动状态对弹道特性产生重要影响的结论,该结论为研究弹体结构优化设计奠定基础。
【总页数】6页(P698-703)
【作者】佟德飞;宋卫东;王月怡;朱建峰
【作者单位】军械工程学院火炮工程系;沈阳理工大学信息科学与工程学院;武汉军械士官学校枪炮系
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.某型末制导炮弹多刚体弹道建模与仿真
2.无人机保障激光末制导炮弹武器系统射击分析
3.某型末制导炮弹惯导陀螺动力学分析与仿真
4.末制导炮弹模拟系统中运动目标命中条件分析
5.激光末制导炮弹半实物仿真系统
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高压弹射装置内弹道二维模型及发射腔内流场特性分析蒋淑园;王浩;阮文俊【摘要】高压弹射装置中火药先燃烧积聚成高压气体,后瞬间打开,弹射弹丸攻击目标.为了掌握这一过程中发射腔内流场的复杂变化,建立了高压弹射装置内弹道二维气相模型,采用Runger-Kutta算法和MacCormark差分格式耦合方法进行数值模拟,并将计算所得的压力曲线与试验结果进行对比,验证了数值计算的可靠性.进一步根据计算得到发射腔内气体压力、速度等参量的分布情况,分析发射腔内的流场特性.结果表明,弹射关键阶段在弹丸启动的较短时间内,高压气体大小和分布是影响弹丸弹射效果的直接因素.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2015(036)006【总页数】6页(P1009-1014)【关键词】兵器科学与技术;高压弹射;内弹道;二维气动;数值模拟【作者】蒋淑园;王浩;阮文俊【作者单位】南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O315高压弹射装置［1］在武器发射领域［2-3］具有广泛的应用。
其组成如图1所示［4］，由点火头、药室、燃气室、弹丸、发射腔等元件组成。
当接到发射指令后，点火击发机构点燃火药，火药迅速点火燃烧，积聚产生高压气体，在一定压力时，解锁弹丸，弹丸被赋予一定的弹射速度，由弹射装置内抛出。
火药在药室内点燃至弹丸启动这段时间内，火药气体积聚成高压，积聚的高压气体在弹丸被解锁后瞬时释放，这一内弹道过程中，高压弹射装置长径比小，药室容积变化快等结构上的特点，意味着流场的复杂变化，而流场分布情况将直接影响弹丸弹射姿态的稳定与弹射速度的大小等。
为了掌握这一阶段发射腔内的流场情况，本文将对所研究的高压弹射装置建立内弹道二维模型［5］，编制程序进行数值模拟，将计算结果与试验结果进行对比，同时通过对发射腔内压力、气体速度等特征参量沿轴向和径向分布情况的分析，掌握发射腔内气体流动变化规律，得到高压弹射装置的流场特性，为下一步研究工作奠定基础。
某型坦克炮混合装药内弹道数值计算与安全性分析的开题报告一、选题背景和意义某型坦克炮的弹药采用混合装药技术，其内部装有火药和炸药两种不同的爆炸物质。
通过调节两种爆炸物质的比例，可以实现弹丸速度、威力等各方面性能的调整，使得该型坦克炮在战场上具有更好的战斗表现。
弹药的性能与安全密切相关，因此对某型坦克炮炮弹进行数值计算和安全性分析具有重要意义。
本文将围绕某型坦克炮炮弹混合装药内弹道数值计算和安全性分析进行研究，旨在为该型坦克炮的性能改进和安全保障提供一定的理论基础和技术支持。
二、研究内容和方法1. 混合装药内弹道数值计算在弹药内部，炸药和火药在爆炸作用下，会产生高温高压的气体，推动弹丸向前运动。
因此，混合装药弹道数值计算需要考虑多种因素，如爆炸物质的化学反应、气体分布、内部压力等。
本研究将借助ANSYS等数值仿真软件，建立某型坦克炮混合装药炮弹的三维模型，并通过有限元分析方法模拟炮弹内部的爆炸反应和气体流动过程，从而获得炮弹的弹道数值。
2. 安全性分析弹药爆炸是一种极其危险的事故，对人员和设备都会造成极大的伤害和损失。
因此，在进行混合装药弹道数值计算的同时，还需要对炮弹的安全性进行分析。
本研究将以某型坦克炮炮弹的最大爆炸能为安全评估指标，采用有限元仿真分析方法，对炮弹在不同条件下的安全性进行评估，并评估改进措施的有效性。
三、预期结果1. 获得某型坦克炮混合装药炮弹的弹道数值和炮弹内部的气体分布、压力等数据。
2. 分析炮弹的安全性，评估其在不同条件下的最大爆炸能，提出改进措施并验证有效性。
3. 通过数值计算和安全性分析，为某型坦克炮混合装药炮弹的性能改进和安全保障提供理论支持和技术指导。
四、研究进度安排本研究计划于XX年X月开始，预计历时6个月完成。
具体进度安排如下：第一阶段：文献调研和数值计算方法研究。
第二阶段：某型坦克炮炮弹三维模型建立和数值仿真。
第三阶段：弹道数值计算和安全性评估。
第四阶段：结果分析和改进措施提出。
《水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》篇一一、引言随着能源、化工等领域的不断发展，水平管内气液两相流的研究变得日益重要。
在许多工业过程中，如石油开采、管道输送、冷却系统等，都需要对气液两相流进行深入的研究。
气液两相流的流型对管道的输送效率、安全性能以及系统设计都有重要的影响。
因此，本文对水平管内气液两相流的流型进行了数值模拟与实验研究，以期为相关领域的实际应用提供理论依据和参考。
二、流型分类与数值模拟方法水平管内气液两相流的流型主要分为泡状流、弹状流、泡状-弹状混合流、环状流等。
这些流型具有不同的流动特性和相互转换的规律。
为了更好地研究这些流型的特性，本文采用了数值模拟的方法。
数值模拟主要采用计算流体动力学（CFD）方法，通过建立数学模型，对不同流型下的气液两相流进行模拟。
在模拟过程中，考虑了流体物性、管道尺寸、流动速度等因素对流型的影响。
同时，采用适当的湍流模型和两相流模型，对气液两相的相互作用和流动特性进行描述。
三、实验研究方法与结果分析为了验证数值模拟结果的准确性，本文还进行了实验研究。
实验采用水平管道装置，通过改变气液流量、管道尺寸等参数，观察并记录不同流型下的流动特性。
实验结果表明，随着气液流量的增加，流型逐渐由泡状流向环状流转变。
在泡状流中，气泡分散在连续的液相中；在弹状流中，较大的气泡或气团交替出现在连续的液相中；而在环状流中，气体核心包裹着液体在管道中流动。
这些流型的转换规律与数值模拟结果基本一致。
此外，实验还发现，管道尺寸对流型也有显著影响。
当管道直径增大时，更易形成环状流；而当管道直径较小时，更易形成泡状或弹状流。
这为实际工程应用中管道设计和优化提供了重要的参考依据。
四、数值模拟与实验结果对比分析将数值模拟结果与实验结果进行对比分析，可以发现两者在流型转换规律和流动特性方面具有较好的一致性。
这表明本文采用的数值模拟方法具有较高的准确性和可靠性，可以为实际工程应用提供有效的预测和指导。
埋头弹火炮内弹道实验与数值模拟的开题报告
标题：埋头弹火炮内弹道实验与数值模拟
摘要：
埋头式火炮是一种具有较高射程和精度的武器系统。
该系统采用了短枪
管和高压气体驱动，将弹壳直接与气体燃烧室连接，使燃烧产生的高温
高压气体直接推动弹头，从而实现了高速发射。
为了提高埋头式火炮的
精度和射程，深入研究其内弹道特性具有重要意义。
本文主要研究埋头式火炮内弹道特性的实验和数值模拟方法。
首先，利
用高速相机采集内弹道过程中的弹头运动轨迹，并测量弹头速度、加速
度等参数。
其次，基于质量守恒方程、动量守恒方程和热力学方程，建
立埋头式火炮内弹道数值模型，并采用计算流体力学方法进行数值求解。
通过实验和数值模拟，得到了埋头式火炮内弹道特性的相关参数。
实验
结果表明，弹头随着加速度逐渐增大，最终达到了稳定的速度。
数值模
拟结果表明，温度和压力等参数在内弹道中变化较大，需要考虑非定常
性和多场耦合效应。
本研究对埋头式火炮内弹道特性的深入理解以及精确射击的实现具有一
定的借鉴意义。
同时，对未来设计改进和性能预测也有一定的指导价值。
关键词：埋头式火炮；内弹道；实验；数值模拟。
内弹道两相流三维并行数值模拟程诚;张小兵【摘要】为解决火炮内弹道两相流三维数值模拟的计算工作量大及仿真精度低问题,基于任意拉格朗日-欧拉方法建立火炮内弹道三维两相流模型,采用MPI方法进行了分区并行计算.三维控制方程采用高阶MUSCL格式进行空间离散,时间方向采用4阶龙格-库塔法进行求解.三维数值模拟结果揭示了火炮内弹道两相流动过程的三维发展特性,计算得到的内弹道特征参数与文献[20]结果符合较好.分析了不同点火管长度及管径对于内弹道性能的影响,为后续开展多维点火性能的优化研究提供了理论基础.并行数值实验表明,采用24个进程的内弹道三维计算,并行效率可提高50％左右.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】8页(P769-776)【关键词】内弹道;两相流;三维数值模拟;并行计算【作者】程诚;张小兵【作者单位】南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ012.1+10 引言随着信息化弹药和新概念发射技术的飞速发展，对于内弹道发射性能、可靠性和安全性水平提出了更高要求，传统数值模拟手段已不能完全满足人们对于深入分析内弹道性能的迫切需求，因此更加贴切实际、结果更为准确的内弹道两相流数值模拟已经成为内弹道领域的重要发展方向之一。
内弹道两相流数值模拟作为火炮装药设计、发射安全性等研究的重要手段，已经形成了从一维、二维到三维的理论模型体系[1-2]。
在内弹道两相流数值模拟的实际应用中，受制于计算成本及两相流编码复杂性等问题，近年来仍主要以一维和部分二维计算为主，将膛内的装药结构简化为轴对称或准轴对称模型，如：Nussbaum等[3]研究了一维和二维点火模型对内弹道性能的影响，Miura等[4]利用二维轴对称内弹道模型研究了不同底火结构对内弹道性能的影响，Georgi等[5]用二维内弹道研究点火区域，点火完成后采用一维内弹道代码进行计算，以提高计算效率,Woodley等 [6]采二维内弹道模型研究了烟火药剂的点火与燃烧特性。
制导炮弹膛内转速特性建模及仿真研究
齐竹昌;张鹏飞;柴劲;张意
【期刊名称】《弹箭与制导学报》
【年(卷),期】2021(41)6
【摘要】针对制导炮弹炮口转速过高导致尾翼在张开过程受损的问题,对制导炮弹膛内运动过程中的受力情况与转速规律进行研究,建立了火炮零维内弹道数学仿真模型和膛内运动受力模型,分析了影响制导炮弹膛内转速的因素,为制导炮弹炮口转速设计和改进提供了参考依据。
以某制导炮弹为例,对提出的改善制导炮弹膛内转速方法进行了数学仿真计算,通过飞行试验对比验证了仿真模型的正确性。
【总页数】6页(P44-48)
【关键词】制导炮弹;内弹道;膛内转速;炮口转速
【作者】齐竹昌;张鹏飞;柴劲;张意
【作者单位】西安现代控制技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TJ413.6
【相关文献】
1.机械离心式转速敏感元件的迟滞特性建模仿真研究
2.末制导炮弹膛内滞留受热模型及其数值仿真
3.掠飞末敏弹膛内运动过程仿真研究
4.超声波电机转速特性仿真与神经网络建模实验研究
5.基于转速控制的柴油机动态特性建模与仿真
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某高低压榴弹发射器两相流内弹道数值模拟方磊磊;周克栋;赫雷【摘要】为了研究某高低压榴弹发射器的内弹道规律,根据高低压发射原理和气固两相流的相关理论,建立了近似枪膛装置中高低压室的两相流内弹道方程组,采用MacCormack差分格式进行了数值计算.计算结果与实验结果对比分析,模型和算法是可行的.通过调整某一参数,应用所得算法程序,可以实现某榴弹发射器改变内弹道性能的要求,或者预测预研榴弹武器的性能.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2013(042)006【总页数】3页(P101-103)【关键词】内弹道;高低压;两相流;数值模拟【作者】方磊磊;周克栋;赫雷【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ012.10 引言榴弹发射器可毁伤开阔地带及野战掩蔽工事内的有生目标和轻型装甲目标，压制敌火力点，摧毁其技术兵器和设施，可用于打击薄壁装甲目标或执行其他战斗任务，同时也是重要的警用防暴武器［6］。
当高低压发射原理成功应用在美国40 mm 榴弹时，人们予以了很高的评价，并迅速在世界范围内得到推广。
通过高低压药室结构参数和装填条件的改变，来研究控制高压室和低压室的压力，以及弹丸的初速的规律［1］。
1 榴弹发射时的物理模型底火被机械击发，先引燃附近发射药，由它所产生的炽热气体和固体产物进而引燃周围更多发射药。
高温高压的气体和炽热固体粒子的对流和辐射使得药床逐次被点燃，形成火焰阵面的传播［2］。
在压力阵面向前传播的同时，若气体压力超过铜质衬片的剪切强度，喷孔被打开，气体压力由高压室传入低压室。
当低压室压力升至弹丸启动压力后，弹丸开始做加速运动。
榴弹发射时，其等效物理模型示意图如图1所示。
图1 榴弹发射等效物理模型1—底火;2—发射药;3—高压室;4—低压室;5—弹头;6—枪管;7—喷孔;8—铜质衬片根据以上高低压榴弹发射过程的物理化学现象，提出以下基本假设［3］：1)单个颗粒火药都服从几何燃烧定律和指数燃速定律，火药的几何形状和尺寸是严格一致的;2)火药的燃烧产物的组分保持不变，火药气体的热力参数，如火药力、余容及绝热指数均保持为常量;3)固体药粒不可压缩，即火药的物质密度为常数;4)火药燃气服从诺贝尔－阿贝尔方程;5)对于阻力、热传导及燃烧等微观过程，假定作为两相当地平均状态的函数。
某制导炮弹二维两相流内弹道性能分析与数值模拟研究程诚;张小兵【摘要】为了研究某制导炮弹二维两相流内弹道性能,简化两相流多维数值模拟中弹底运动边界处理的复杂性,提高运动边界处的计算精度,建立了基于任意拉格朗日欧拉方法的某制导炮弹内弹道二维气-固两相流模型,空间上采用具有TVD特性的高阶MUSCL类型的有限体积法对方程进行离散,时间方向采用4阶Runge-Kutta 方法进行时间推进.通过拥有解析解的数值验证算例,验证了数值格式以及动网格生成方法的准确性.对某大口径制导炮弹内弹道膛内循环过程进行二维两相流数值仿真.模拟结果准确地反映了整个内弹道循环膛内两相流动特性及其发展过程,并与实验结果有较好的一致性.同时分析了不同点火因素对该制导炮弹内弹道性能的影响,为后续深入优化该制导炮弹内弹道性能及发射安全性提供了理论基础.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2015(036)001【总页数】6页(P58-63)【关键词】兵器科学与技术;内弹道;两相流;数值模拟;制导炮弹【作者】程诚;张小兵【作者单位】南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ012.1制导炮弹的内弹道过程是一个伴随着高温、高压、高过载的多相燃烧流动过程，特别是由于精确制导设备的存在，其对膛内异常压力波动及弹丸的异常压力过载都有着严格的要求，因此对制导炮弹的内弹道两相流理论研究和设计工作都提出了更高的要求。
目前对于制导炮弹的内弹道两相流理论研究多集中在一维数值模拟阶段［1］，对于制导炮弹二维甚至是三维的数值模拟研究还未见报道。
在火炮内弹道循环过程中，膛内气-固两相流动存在各种复杂边界，特别是在多维计算过程中，对这些边界的计算处理成为是否能够成功对膛内复杂两相流动过程进行数值模拟的关键技术之一。
目前广泛使用的传统解决方法是采用欧拉坐标系下的方程组，通过对运动边界处进行控制体守恒方程推导，从而获得运动边界处的各物理参量［1-2］。
该方法需要在运动边界处重新建立一套完整的计算差分方法，这样不仅使计算程序复杂化，而且也在一定程度上影响了计算精度。
基于拉格朗日坐标系下的两相流方程组可以将弹底边界固定下来，从而使计算量大大降低。
但在两相流动流场中，由于连续流体线保持性定律不成立，很难建立基于拉格朗日坐标系下的两相流动方程。
为了解决这个问题，宋明等［3］提出使用拟合坐标系，把弹底边界固定下来，计算中网格点始终保持不变，这样避免了插值，提高了精度。
但当使用该方法处理大口径长身管火炮内弹道循环过程时，由于网格数目固定，在弹道循环后期会造成单位网格步长不断增大，网格质量不断下降，从而影响了对于流场中复杂激波的捕捉能力，降低了计算精度。
任意拉格朗日欧拉（ALE）方法，将拉格朗日方法和欧拉方法统一起来，允许网格以任意速度运动，特别适合用于计算包含运动边界的流动［4-5］。
对于含有运动边界的膛内气-固两相流动问题，基于ALE方法的有限体积法不仅可以使包含运动边界在内的所有网格采用统一数值差分方法，无需对运动边界处的网格建立新的差分格式或进行单独守恒推导，而且该方法可以较为容易地与其他网格生成方法进行结合，保证了内弹道循环后期网格重构的精度，提高了对于膛内两相流动复杂波系的捕捉能力。
本文基于ALE方法建立了内弹道二维气-固两相流模型，对某型舰载制导炮弹内弹道过程进行了数值模拟，数值仿真结果详细反映了整个内弹道循环膛内两相流动特性及其发展过程，同时基于该方法讨论了不同点火条件对该制导炮弹内弹道性能的影响。
对于内弹道膛内气-固两相流过程，由于膛内沿身管轴线方向呈对称形式，因此在内弹道膛内气-固两相流二维计算时，往往采用轴对称模型。
二维轴对称可压、无粘ALE形式的欧拉气-固两相流方程可表示为式中：U为t时刻的守恒矢变量；F和G分别为径向r、轴向z方向上的矢通量；S为源项。
U、F、G、S可写为如下矩阵形式：（2）式～（5）式中：φ为空隙率；ρg为气相密度；ρp为固相颗粒密度；ug和vg分别为轴向和径向方向气相速度；up和vp分别为轴向和径向方向固相速度；ub和vb分别为运动边界在轴向和径向方向的速度分量；p为气相压力；气相总能，eg为气体内能；为单位体积、单位时间内燃烧产生气体质量；为从点火管流进的气相、固相单位体积质量流量；uig和vig分别为点火燃气在轴向和径向方向气相速度；uip和vip分别为点火燃气在轴向和径向方向固相速度；Hig为点火燃气的滞止焓；为单位体积内固相颗粒等效比表面积；fsz和fsr分别为轴向和径向的气-固相间阻力；q和Rp分别为气-固两相相间传热比热流以及颗粒间应力。
式中各辅助方程参见文献［2］.2.1 离散格式本文基于有限体积法，时间方向采用4阶Runge-Kutta法进行时间推进，空间采用具有TVD特性的高阶MUSCL格式对控制体对流项进行空间离散，具体计算步骤参见文献［6-10］.2.2 初始条件和边界条件膛内初始计算条件为初始环境常量和火炮初始装填条件。
弹底与膛底的形状比较复杂，本文假设弹底与膛底为垂直于中心轴线的平面。
在弹丸未运动前，膛内所有壁面均考虑为静止固壁边界。
在弹丸开始运动后，弹底为固壁运动边界。
考虑边界的运动速度，其他边界条件参见文献［2］.针对内弹道动边界问题这一特殊问题，由于只考虑弹丸沿轴向方向的运动，因此仅考虑轴向方向的速度分量，则该运动边界的速度即为弹丸运动速度，可根据弹丸运动方程进行求解。
式中：un为运动边界外虚拟网格点n处的轴向速度。
2.3 动网格当弹底压力大于挤进压力后，弹丸开始运动，其弹后的计算区域也在不断增加，因此需要对弹后网格进行重新划分，以保证计算精度以及计算稳定性。
本文采用内弹道计算中常用的动态层网格技术，即当弹后网格层高度大于某一给定网格高度时，在弹底网格层与邻近网格层之间增加一层新网格，新增加网格处的物理量可用2阶精度插值求出。
3.1 数值验证为了验证所建立模型以及数值方法的准确性，在程序编制过程中针对激波捕捉能力、时间方向推进精度、动边界可靠性等方面，使用了具有精确解的经典算例进行数值验证。
由于篇幅有限下面仅给出针对ALE方法的动边界可靠性验证的算例。
该算例描述了理想气体压力驱动条件下活塞自由运动过程，通过气体动力学知识，其可以获得解析解，其具体结构示意图、初始计算参数以及相关解析解表达式参见文献［11］.图1为动边界验证算例数值解与解析解对比图。
从图中可以看出二者有很好的相似性，数值解与解析解基本重合，说明了了基于ALE的动边界处理方法的准确性以及所编制程序的可靠性。
3.2 膛内两相流动过程数值模拟及实验验证以带有中心点火管结构的某制导炮弹内弹道过程的二维两相流动为研究对象，其具体结构可参见文献［1］中所示。
为了计算方便，暂不考虑点火管的二维效应，即把点火管作为线性点火源考虑，点火管传火孔破裂后，通过所喷射质量、动量以及能量与膛内燃烧过程进行耦合，弹底与膛底的复杂形状也简化为垂直于中心轴线的平面。
3.2.1 实验比对现针对该制导炮弹内弹道方案的二维两相流动过程进行数值模拟及实验比对，由于内弹道实验的局限性，实验中仅获得了弹丸初速以及最大膛压，分别为851 m/s和319 MPa（铜柱压力动态误差修正后），而数值模拟的弹丸初速与最大膛压分别为852.5 m/s与315.62 MPa，相对误差都小于1%.3.2.2 数值模拟结果与分析图2和图3为膛内不同时刻压力分布图，其清晰地反映了整个发射过程中不同时刻的压力发展过程。
开始阶段，如图2所示，由于点火管破孔区域点火燃气不断向膛内喷射，在径向造成很大的压力梯度，与此同时破孔区域药床首先被点燃，从而该破孔区域膛内压力逐渐上升，并持续向药室两端及膛壁传播。
随着发射药床不断被点燃，膛内压力持续稳定上升，其膛内的二维径向效应也出现衰减。
当弹丸开始运动后，如图3所示，随着燃烧的不断进行其压力也在不断上升，其沿径向的二维效应已基本消失，膛内从膛底向弹底沿轴线方向形成了一定的压力梯度，并推动弹丸逐渐运动。
值得注意的是，在坡膛区域的压力明显比其周围区域高，并有一定的径向效应存在。
为了更为详细地描述整个发射过程中的压力发展过程，图4给出了不同时刻r=0.04 m处沿轴向方向的压力分布曲线。
图4（a）～图4（b）为早期点火阶段r=0.04 m处沿轴向方向的膛内压力分布情况，可以看出压力在破孔区域首先不断上升，并向膛底和弹底方向逐渐发展。
图4（c）所示，随着燃烧不断进行，膛内压力也在不断上升，当t= 9 ms左右时，压力达到最大，并随着弹丸的运动弹后空间逐渐增大，压力开始不断下降，直到弹丸离开炮口。
图5为不同时刻的气相速度及矢量分布图，图中每个时间子图中左边为速度云图，右边为该时刻所对应的速度矢量图。
从图中可以看出在点火初期径向效应较为明显，当火焰传播到膛壁并反射后，径向效应逐渐减小，轴向流动成为膛内运动的主要形式。
如图5（a）～图5（d）所示，随着火药逐渐被点燃，膛内压力不断上升并且向膛底和弹底不断运动，当到达膛底或弹底后又被反射做反向运动。
如图5（e）所示，当弹丸开始运动后，弹后空间出现了局部低压区，在压力梯度作用下，弹底区域的火药燃气及固相颗粒立即改变运动方向，逐步向弹底运动，而此时其他向膛底方向运动的火药燃气及固相颗粒还未及时改变运动方向，因此在图中出现了一定程度的涡旋区域。
如图5（f）所示，随着膛内压力的逐步上升以及弹丸的不断运动，膛内气相和固相都向弹底不断运动，其速度大小不断上升，直到弹丸离开炮口。
3.2.3 不同因素分析下面基于以上二维两相流数值模拟方法，讨论不同点火条件对该制导炮弹内弹道性能的影响。
图6为不同传火孔孔径D0变化条件下最大膛压pm和炮口初速v0的变化情况。
通过理论分析及已有数值研究结果可以知道，随着传火孔径的增大，其传火总面积也在增加，因此流向发射药床的点火燃气也就相应更多，也就是说点火激励和点火猛度更强，从而相应的膛压和初速都会越大。
而图6中所反映的变化规律与已有理论分析结果较为一致。
图7为不同点火药量mig对与最大膛压pm和初速v0的影响情况。
从图中可以看出，随着点火药量的增加，点火强度也会增加，对于发射药床的激励程度也会越强，所对应的最大膛压和和炮口初速也会相应增加。
数值模拟所展现的物理变化规律与已有理论分析和实验研究结果较为一致，进一步说明了所建立方法和编制程序为研究该制导炮弹内弹道性能提供了有力的理论工具。
本文以某制导炮弹内弹道性能研究为背景，建立了该制导炮弹内弹道二维两相流数学模型并进行数值模拟与实验比对，通过不同因素分析讨论了点火条件对该制导炮弹内弹道性能的影响，具体结论如下：1）建立了基于ALE方法的内弹道二维气-固两相流数学模型，空间采用具有TVD 特性的高阶MUSCL格式对控制体对流项进行空间离散，时间方向采用4阶Runge-Kutta法进行时间推进。
