Монография. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 1989. — 256 с.
В книге рассмотрены вопросы математического моделирования и оптимального проектирования легкогазовых баллистических установок, широко используемых в физических экспериментах по метанию тел с высокими скоростями.
Построены корректные газодинамические модели процесса метания тела из баллистических установок, предложен и обоснован принцип свободного метания. Разработаны эффективные разностные схемы численного интегрирования уравнений, описывающих процесс. Задачи проектирования баллистических установок в книге сформулированы как задачи конечномерной многокритериальной оптимизации процесса метания, для решения которых используются методы нелинейного программирования.
Для научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов, занимающихся проблемами газовой динамики и разработкой средств высокоскоростного метания, а также инженеров и конструкторов, специализирующихся в области применения ЭВМ в задачах проектирования. Введение.
Математическое моделирование процесса работы баллистических установок.
Нестационарные движения газа с вводом массы, импульса и энергии.
Задача Лагранжа со свободным метанием тела.
Аналитическое решение задачи о метании свободного тела газовым потоком.
Движение поршня с отверстиями под действием неадиабатически расширяющегося газа.
Предельная задача Лагранжа и некоторые её обобщения.
Ускорение поршня в пусковой трубе с учётом противодавления.
Влияние дискретного ввода энергии на ускорение модели.
Применение метода выделения особенностей для решения задачи о подгоне модели в пусковой трубе.
Применение метода конечных разностей к расчёту течений газа в каналах переменного сечения.
Двухслойная полностью консервативная разностная схема.
Полностью консервативные разностные схемы, разрешаемые явным образом.
Разностная схема типа предиктор — корректор с согласованным сглаживанием по верхнему и нижнему слоям.
О некоторых способах аппроксимации граничных условий в задаче Лагранжа.
Выбор шага по времени и алгоритм расчёта серии областей.
Численное решение некоторых задач о движении в трубе поршня и газа.
Оптимальное проектирование легкогазовых баллистических установок.
Постановка задачи многокритериальной оптимизации газодинамических процессов в баллистических установках.
Численные методы поиска экстремума функции при наличии ограничений.
Комбинированные алгоритмы оптимизации с локальной и нелокальной стратегией поиска.
Оптимизация процесса метания в одноступенчатых установках.
Результаты оптимального проектирования модельной двухступенчатой установки.
Оптимальное проектирование двухступенчатой установки с низкой степенью сжатия по четырём критериям качества.
Оптимизация профиля камеры сжатия в двухступенчатых установках.
Литература.
Основные обозначения.
В книге рассмотрены вопросы математического моделирования и оптимального проектирования легкогазовых баллистических установок, широко используемых в физических экспериментах по метанию тел с высокими скоростями.
Построены корректные газодинамические модели процесса метания тела из баллистических установок, предложен и обоснован принцип свободного метания. Разработаны эффективные разностные схемы численного интегрирования уравнений, описывающих процесс. Задачи проектирования баллистических установок в книге сформулированы как задачи конечномерной многокритериальной оптимизации процесса метания, для решения которых используются методы нелинейного программирования.
Для научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов, занимающихся проблемами газовой динамики и разработкой средств высокоскоростного метания, а также инженеров и конструкторов, специализирующихся в области применения ЭВМ в задачах проектирования. Введение.
Математическое моделирование процесса работы баллистических установок.
Нестационарные движения газа с вводом массы, импульса и энергии.
Задача Лагранжа со свободным метанием тела.
Аналитическое решение задачи о метании свободного тела газовым потоком.
Движение поршня с отверстиями под действием неадиабатически расширяющегося газа.
Предельная задача Лагранжа и некоторые её обобщения.
Ускорение поршня в пусковой трубе с учётом противодавления.
Влияние дискретного ввода энергии на ускорение модели.
Применение метода выделения особенностей для решения задачи о подгоне модели в пусковой трубе.
Применение метода конечных разностей к расчёту течений газа в каналах переменного сечения.
Двухслойная полностью консервативная разностная схема.
Полностью консервативные разностные схемы, разрешаемые явным образом.
Разностная схема типа предиктор — корректор с согласованным сглаживанием по верхнему и нижнему слоям.
О некоторых способах аппроксимации граничных условий в задаче Лагранжа.
Выбор шага по времени и алгоритм расчёта серии областей.
Численное решение некоторых задач о движении в трубе поршня и газа.
Оптимальное проектирование легкогазовых баллистических установок.
Постановка задачи многокритериальной оптимизации газодинамических процессов в баллистических установках.
Численные методы поиска экстремума функции при наличии ограничений.
Комбинированные алгоритмы оптимизации с локальной и нелокальной стратегией поиска.
Оптимизация процесса метания в одноступенчатых установках.
Результаты оптимального проектирования модельной двухступенчатой установки.
Оптимальное проектирование двухступенчатой установки с низкой степенью сжатия по четырём критериям качества.
Оптимизация профиля камеры сжатия в двухступенчатых установках.
Литература.
Основные обозначения.