【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及破片杀伤战斗部，特别是涉及一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法与系统。
技术介绍
1、破片杀伤战斗部是现代战场中最典型、最常用的一种战斗部类型，是各个军事强国重点研究对象，其爆炸后会产生破片和冲击波毁伤元，依靠这两种毁伤元对敌方武器装备、有生力量进行毁伤和破坏，因此评估破片杀伤战斗部对目标的毁伤程度与其释放的毁伤元威力即威力场密切相关。当前军事上对破片杀伤战斗部的要求是向着远程化、高精度和大威力方向发展，导致其结构越来越复杂，因此实现快速、准确地对不同结构的破片杀伤战斗部威力场综合评估的需求也日益迫切。
2、现如今计算机技术的发展带动了兵器行业各方面的发展，基于数据驱动模拟构建战斗部威力场的可视化技术也越来越趋向成熟。利用计算机技术的交互性和直观性，结合用户实际需求，能够实现直观显示破片杀伤战斗部的结构、尺寸、类型、材质等，实现破片杀伤战斗部结构参数化建模，在此基础上，建立综合威力评估计算模型，将破片杀伤战斗部的威力场数据进行直观表示，进而能够大大提高科研人员分析和解决问题能力。
3、现有技术的不足和缺陷为：从参数化建模角度看，现有参数化建模技术灵活性较差，所构建的破片杀伤战斗部结构单一且模型简单，无法满足科研人员对多样化、复杂破片杀伤战斗部模型构建、参数设计和可视化显示的新需求；从构建威力场角度，传统战斗部威力场计算方法有：理论与经验公式相结合的计算方法和有限元仿真模拟方法两种，前者基于一定假设前提下，战斗部结构特征过于简化，利用经典数学模型进行计算，计算结果简单且精度较差；而有限元法能
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，该方法包括：
2、步骤1：破片杀伤战斗部结构特性分析
3、基于破片杀伤战斗部结构特点，沿战斗部轴向按照“相同几何特征”进行分段，按照“相同材料特征”为原则对每段结构进行分层，将战斗部分解为多段分层结构，以战斗部几何中心处为坐标原点、战斗部轴向为x方向、竖直方向为y方向建立坐标系，对各段几何结构参数、材料特性参数，构建破片杀伤战斗部的数字化模型；
4、步骤2，战斗部结构微元参数计算
5、沿战斗部轴向方向按照一定步长将各段划分为各段具有相同几何特征的有限个结构微元，利用步骤1建立的数字化模型得到各结构微元的几何结构参数和材料特性参数，，计算各结构微元飞散初速、飞散角度，得到结构微元飞散初速、飞散角度沿轴向分布模板，该结构微元飞散初速、飞散角度沿轴向分布模板包括：飞散初速沿轴向分布曲线和飞散角度沿轴向分布曲线；并计算确定战斗部的破片数量和破片平均质量；
6、步骤3，编制得到破片威力场计算算法
7、根据破片数量采用蒙特卡洛方法进行多次抽样获得每枚破片质量，再抽样破片位置坐标，然后，根据破片位置x坐标从步骤2得到的飞散初速沿轴向分布曲线和飞散角度沿轴向分布曲线，确定每枚破片的飞散初速和飞散角度，最终，编制得到破片威力场计算算法；
8、步骤4，破片杀伤战斗部威力场三维重构
9、基于步骤3得到的每枚破片的质量、位置、速度、飞散角度参数，采用具有质量、速度、飞散角属性的粒子来模拟破片运动特性，根据破片飞散试验数据拟合得到破片速度衰减模型，确定不同时刻破片位置信息和剩余速度相关威力参数，驱动破片粒子群实现三维散飞动态演化过程，实现破片杀伤战斗部威力场三维重构。
10、优选的，所述几何结构参数包括分层几何形状、尺寸大小以及位置信息，用来描述分层几何特征属性，材料特性参数包括材料类型、材料密度以及其他材料属性。
11、优选的，步长为5mm。
12、优选的，所述结构微元飞散初速根据所述数字化模型中保存的起爆方式选取不同的计算公式进行计算，具体为：
13、对于起爆方式为一端中心点起爆的计算公式为：
14、
15、对于起爆方式为两端中心点起爆的计算公式为：
16、
17、对于起爆方式为几何中心点起爆的计算公式为：
18、
19、式中，为坐标处破片初速；为结构微元长度；l为战斗部长度；为炸药格尼能系数；是坐标处结构微元装药质量与壳体质量之比；，，，为试验常数。
20、优选的，所述结构微元飞散角度的计算公式为：；式中，为壳体表面的外法线与弹轴之间的夹角，为破片飞散偏转角。
21、优选的，所述步骤3中，所述根据破片数量采用蒙特卡洛方法进行多次抽样获得每枚破片质量的具体步骤为：
22、3.1 计算破片平均质量：
23、破片平均质量可按下式计算：，
24、式中：为炸药系数；为壳体平均壁厚；为壳体平均内径；为装药质量；为壳体质量；
25、3.2 计算破片总数
26、破片总数计算得出：。
27、式中：表示破片平均质量，取决于弹壳壁厚、内径、炸药相对质量；
28、3.3计算破片质量分布
29、计算单枚破片质量，根据蒙特卡洛质量分布数学模型，统计得到不同质量区间对应的破片数量，计算方法为：
30、单枚质量大于的破片累计数目计算公式为：
31、其中，为破片总数；单枚质量在至之间的累计数目可根据下式计算得出：
32、
33、设第i个质量区间为，其破片数量为，由上式可得到破片的每个质量区间破片数量，即：
34、3.4 抽样获得每枚破片质量
35、按照步骤3.3得到的破片质量与数量分布，采用蒙特卡洛方法随机抽样，得到每枚破片质量，具体为：在每个质量区间分别抽样该质量区间对应数量的破片，第i个质量区间为，其破片数量为，则在第i个质量区间内的某枚破片质量为：
36、
37、其中，表示在质量区间范围内取的均匀随机数。
38、优选的，破片的飞散初速、飞散角度的抽样过程为：
39、 步骤3.5，采用蒙特卡洛方法得到单枚破片位置，包括破片x轴位置坐标，得到抽样区间[0,l] 内均匀随机数，l为战斗部长度；破片的周向角度，在[0,360]角度区间内按照均匀分布内抽样破片周向角度随机数，表示为：
40、其中，f(0,l)和f(0,360)分别表示在[0,l]长度区间，[0,360]角度区间内取的均匀随机数；
41、步骤3.6，单枚破片飞散初速和飞散角度计算，根据步骤3.5得到的破片x轴坐标，从步骤2得到的微元结构处的飞散初速沿轴向分布曲线和飞散角度沿轴向分布曲线，根据即可从上述曲线中获得处结构微元的飞散初速和飞散角度，并将其分别作为该枚破片的飞散初速和飞散角度,即：
42、，
43、其中：表示处结构微元的飞散初速，表示处结构微元的飞散本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，该方法包括：
2.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，所述几何结构参数包括分层几何形状、尺寸大小以及位置信息，用来描述分层几何特征属性，材料特性参数包括材料类型、材料密度以及其他材料属性。
3.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，所述步长为5mm。
4.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，所述结构微元飞散初速根据所述数字化模型中保存的起爆方式选取不同的计算公式进行计算，具体为：
5.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，所述结构微元飞散角度的计算公式为：；式中，为壳体表面的外法线与弹轴之间的夹角，为破片飞散偏转角。
6.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述根据破片数量采用蒙特卡洛方法进行多次抽样获得每枚破片质量的具体步骤为：
7.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威
8.一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的系统，其特征在于，该系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，该方法包括：
2.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，所述几何结构参数包括分层几何形状、尺寸大小以及位置信息，用来描述分层几何特征属性，材料特性参数包括材料类型、材料密度以及其他材料属性。
3.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，所述步长为5mm。
4.如权利要求1所述的一种对破片杀伤战斗部的威力场仿真的方法，其特征在于，所述结构微元飞散初速根据所述数字化模型中保存的起爆方式选取不同的计算公式进行计算，具体为...
【专利技术属性】
技术研发人员：江光德，高润芳，陈豪，姜伟，陈颖，蒋鸣，赵云飞，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六九零一部队，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。