一种轨道发射超高速弹丸过程气动安全性评估方法

1.一种轨道发射超高速弹丸过程气动安全性评估方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：将轨道发射超高速弹丸过程划分为三个阶段，分别为加速过程、出轨道过程和弹托分离过程；步骤二：分别对每个过程进行数值模拟；第一阶段为轨道内弹丸组件加速过程数值模拟；第二阶段为激波及弹丸组件出轨道过程数值模拟；第三阶段为弹托分离过程数值模拟；上一阶段数值模拟结果通过高精度数值传递技术传递给后一阶段；第一阶段数值模拟时采用动模型方法；第二阶段和第三阶段数值模拟时均采用重叠网格技术；动模型方法的具体方法为：弹丸组件和轨道壁面及其出入口作为一个整体进行网格划分及流场求解，通过给定运动轨迹或外力来模拟弹丸组件的运动过程；第二阶段采用重叠网格技术具体为：发射轨道及出口附近空域为一个计算域进行划分网格作为背景网格，弹丸组件及其周围空域为另一个计算域划分网格作为子网格，背景网格与子网格必须有预定层数的网格重叠区域才能实现两个计算域之间流场参数的精确传递；该阶段背景网格固定不动，子网格仍按给定的运动轨迹或外力模拟运动；通过高精度数值传递技术将第一阶段末了时刻流场参数赋值给第二阶段背景网格和子网格作为初始流场；第三阶段数采用重叠网格技术具体为：此时弹丸组件已完全离开轨道只受气动力和重力作用，在气动力的作用下弹托、弹丸、适配器相互分离；把弹丸及其周围空域划分网格作为背景网格，弹托及其周围空域划分网格作为子网格，适配器及其周围空域划分网格作为另外的子网格，背景网格与子网格之间有预定层数的网格重叠区域；同样通过高精度数值传递技术将第二阶段末了时刻流场参数赋值给第三阶段背景网格和子网格作为初始流场；步骤三：第三阶段通过流场解算器获得流场参数，结合流场参数通过求解六自由度方程获得弹托、弹丸和适配器的位移姿态数据，如此循环往复重复步骤三直到结束。 2.如权利要求1所述的一种轨道发射超高速弹丸过程气动安全性评估方法，其特征在于：在步骤二中，动模型方法的边界条件设为：弹丸组件表面均为无滑移壁面边界条件，轨道壁面使用滑移壁面边界条件，轨道出/入口使用压力远场边界条件。 3.如权利要求2所述的一种轨道发射超高速弹丸过程气动安全性评估方法，其特征在于：在步骤二中，第二阶段数采用重叠网格技术时，背景网格轨道壁面采用无滑移壁面边界条件，远场采用压力远场边界条件；子网格弹丸组件表面采用无滑移壁面边界条件，远场采用挖洞边界条件。 4.如权利要求1所述的一种轨道发射超高速弹丸过程气动安全性评估方法，其特征在于：在步骤二中，第三阶段数采用重叠网格技术时，弹托、弹丸、适配器的网格物体表面均采用无滑移壁面边界条件，远场采用挖洞边界条件，背景网格远场采用压力远场边界条件。 5.如权利要求1所述的一种轨道发射超高速弹丸过程气动安全性评估方法，其特征在于：不仅适用于轨道发射，也适用于发射井、隧道内发射。 6.如权利要求1~5任一所述的一种轨道发射超高速弹丸过程气动安全性评估方法，其特征在于：采用非结构混合网格，基于国家数值风洞软件NNW-FlowStar及重叠网格技术实现轨道发射超高速弹丸全过程的流场、气动力及安全性评估。