Preliminary concept of numerical modelling of combustion process for gunpowder using LS-DYNA code

• Autorzy: Łazowski J. , Małachowski J. , Niezgoda T.

Warianty tytułu

PL

Wstępna koncepcja numerycznego modelowania procesu spalania ładunku miotającego w systemie LS-DYNA

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono koncepcję symulacji komputerowej spalania materiału wybuchowego miotającego w układzie lufa- nabój. Takie nowoczesne sposoby obliczeniowe, oparte na metodzie elementów skończonych mogą dostarczyć możliwości symulacji szybkozmiennych procesów energetycznych wynikających ze zamiany energii chemicznej prochu na ciśnienie gazów prochowych i w konsekwencji w energię kinetyczną pocisku. Okazuje się, że zamodelowanie wytwarzania produktów spalania materiału miotającego jest zadaniem trudnym. W takich ekstremalnych warunkach charakter współpracy obu ciał może być obarczony np. brakiem symetrii wynikającym między innymi z asymetrycznego rozkładu ciśnienia produktów spalania materiałów miotających. W przypadku modelu dyskretnego koncepcja ta może zostać wykorzystana do rozwiązania problemu głównego balistyki wewnętrznej i optymalizacji konstrukcji układu lufa - nabój oraz symulacji właściwości dynamicznych rozpatrywanych obiektów w różnych fazach współpracy. Poniżej przedstawiono klasyczne sformowanie modelu dla broni lufowej oparte równań matematycznych i sposób zaimplementowania w modelu dyskretnym. Rozważania zilustrowano przykładowymi wynikami. Pracę realizowano przy wykorzystaniu licencjonowanego pakietu obliczeniowego LS-Dyna. Przedstawione wstępne wyniki mają charakter jakościowy.

EN

In this paper the preliminary concept of numerical modelling of combustion process for gunpowder is presented. Such new computational methods like finite element analysis gave us opportunity to simulate such energetic and high-frequency process like pressure wave generation caused by chemical reaction. The main product of this process is a blast wave, which interacts at the first stage with surrounding (bullet and shell) and finally impel a bullet movement. In the considered case, the detonation product from gunpowder burning couple "produced" gas in Eulerian domain with the barrel-bullet system described in Lagrangian domain. In the performed analysis, the authors noticed some unwanted effects like asymmetry, which is probably related with the finite element mesh and computational errors. In the next conducting investigations some optimisation procedures related with a bullet movement in a barrel will be employed. The successful solution of such complicated problem like a proper simulation of the internal ballistic phenomena with taking into account all dynamic effects can significantly improve the problem of shooting accuracy. The initial calculations were performed using LS-Dyna code. At this stage the presented results have a qualitative character.

Słowa kluczowe

PL

lufa; pocisk; modelowanie numeryczne; balistyka wewnętrzna; spalanie

EN

barrel; bullet; numerical modelling; internal ballistic; gunpowder burning

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 1
• Strony: 255--260
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Łazowski J.

autor

Małachowski J.

autor

Niezgoda T.

• Military University of Technology ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2 St., 00-908 Warszawa 49, Poland tel.: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1]   Radomski, M., Zastosowanie symulacji komputerowej zjawiska strzału do sterowania jakością prochu w produkcji amunicji małokalibrowej, Sympozjum Naukowo-Techniczne na temat Metody Symulacji Zjawisk Balistycznych, ISSN 0860-858X z.7, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1995.
• [2]   Leciejewski, Z., Surma, Z., Komputerowe wspomaganie procesu dydaktycznego z zakresu balistyki wewnętrznej,   Sympozjum Naukowo-Techniczne  na temat Metody  Symulacji Zjawisk   Balistycznych,   ISSN   0860-85 8X   z.7,   Oficyna   Wydawnicza   Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1995.
• [3]   Leciejewski, Z., Badania pirostatyczne: Cześć I - wyznaczanie szybkości spalania prochu drobnoziarnistego, , VI Międzynarodowa Konferencja Uzbrojenia „Nowe aspekty techniki uzbrojenia" Waplewo 11-13.10.2006.
• [4]   Torecki, S., Balistyka wewnętrzna, skrypt WAT, Warszawa 1980.
• [5]   Łazowski, J., Niezgoda, T., Małachowski, J., Modelowanie numeryczne współpracy pocisku z lufą VI Międzynarodowa Konferencja Uzbrojenia „Nowe aspekty techniki uzbrojenia" Waplewo 11-13.10.2006.
• [6]   Łazowski, J., Małachowski, J., Niezgoda, T., Wstępna analiza współpracy pocisku i lufy karabinu za pomocą MES, Czasopismo naukowo-techniczne „Górnictwo Odkrywkowe" nr 7-8 Rocznik XLVIII Wrocław 2006.
• [7]   Kapustka, Z., Badania porównawcze szybkości spalania prochów drobnoziarnistych w stałeji zmiennej objętości, PTUiR z.21, Zielonka 1979.