動態(tài)云霧濃度測試方法與技術(shù)

第1章 緒論 001
1.1　概述 002
1.2　背景及意義 003
1.3　國內(nèi)外云爆彈發(fā)展現(xiàn)狀 008
1.4　云爆彈毀傷威力研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 010
1.4.1　云爆燃料發(fā)展現(xiàn)狀 011
1.4.2　液固混合云爆燃料拋撒研究現(xiàn)狀 012
1.5　云爆燃料拋撒云團分布與爆轟特性研究現(xiàn)狀 015
1.6　云霧濃度測試發(fā)展綜述 017
1.6.1　光學檢測法 019
1.6.2　電場濃度檢測法 020
1.6.3　射線衰減法及振蕩天平法 021
1.6.4　超聲衰減濃度檢測法 022
1.7　動態(tài)云霧濃度測試應用 025
1.7.1　二次起爆型云爆彈 025
1.7.2　粉塵濃度監(jiān)測及爆炸預警 026

第一篇 云爆燃料拋撒濃度分布模型
第2章 高速云爆戰(zhàn)斗部拋撒燃料濃度分布機理分析 031
2.1　引言 032
2.2　高速云爆戰(zhàn)斗部拋撒燃料濃度分布模型 034
2.2.1　爆炸作用下殼體破裂剛塑性模型 035
2.2.2　燃料環(huán)膨脹破裂模型 038
2.2.3　燃料拋撒形貌發(fā)展模型 040
2.2.4　燃料拋撒濃度分布模型 043
2.3　高速云爆戰(zhàn)斗部拋撒燃料濃度分布數(shù)值模擬 048
2.3.1　不同初始落速條件下50 kg燃料拋撒過程 048
2.3.2　不同初始落速條件下500 kg燃料拋撒過程 057
2.3.3　動態(tài)條件云霧拋撒過程形狀與濃度分布特征 066
2.4　結(jié)論 070
第3章 云爆戰(zhàn)斗部引戰(zhàn)配合模型仿真分析 073
3.1　引言 074
3.2　高速云爆戰(zhàn)斗部引戰(zhàn)配合數(shù)值模擬 075
3.2.1　引信運動模型 077
3.2.2　燃料云霧運動模型 078
3.2.3　云霧運動形貌仿真模擬 080
3.2.4　引戰(zhàn)配合分析 084
3.2.5　小結(jié) 088
3.3　二次引信與云霧交會爆轟數(shù)值模擬 089
3.3.1　云霧爆轟模型 089
3.3.2　均勻云霧場爆轟模擬分析 095
3.3.3　非均勻云霧場爆轟 103
3.3.4　有落速和落角時云霧爆轟過程 106
3.4　結(jié)論 112

第二篇 動態(tài)云霧濃度測試方法
第4章 光學法云霧濃度檢測 117
4.1 引言 118
4.1.1 光散射法 118
4.1.2 光透射法 118
4.1.3 光全息法 119
4.1.4 光相位多普勒法 119
4.1.5 光圖像可視化法 119
4.2　光透射法濃度檢測 119
4.2.1　測量原理 119
4.2.2　測量方法 121
4.3　云霧濃度檢測系統(tǒng) 121
4.3.1　光學圖像可視化云霧濃度檢測 121
4.3.2　云霧粒子消光法濃度檢測系統(tǒng) 123
4.4　云霧粒子濃度檢測系統(tǒng) 125
4.4.1　圖像法粒子擴散形貌分析 125
4.4.2　鋁粉云霧粒子濃度分析 128
4.4.3　淀粉云霧粒子濃度分析 133
4.5　結(jié)論 138
第5章 電場法云霧濃度檢測 139
5.1 引言 140
5.2　電場法云霧濃度檢測方法 142
5.2.1　測量原理 142
5.2.2　云霧濃度計算模型 143
5.2.3　基于Clausius-Mossotti理論云霧濃度計算模型 145
5.3　云霧濃度數(shù)值仿真分析 147
5.3.1　粒徑隨機分布顆粒云霧建模 147
5.3.2　粒徑隨機分布顆粒云霧模型數(shù)值計算 148
5.4　全向高靈敏度電容傳感器設計 151
5.4.1　同心共面環(huán)狀電容傳感器結(jié)構(gòu)設計 154
5.4.2　參數(shù)優(yōu)化設計 155
5.5 云霧濃度檢測驗證方法 157
5.5.1　云霧氣固（顆粒）兩相混合物等效樣本 157
5.5.2　云霧濃度檢測系統(tǒng) 158
5.5.3　數(shù)據(jù)分析 160
5.6　結(jié)論 161
第6章 超聲法云霧濃度檢測 163
6.1 引言 164
6.2　超聲衰減濃度檢測機理 166
6.2.1　理想粒子介質(zhì)中的超聲傳播特性 166
6.2.2　理想黏性介質(zhì)中的超聲傳播特性 168
6.2.3　非理想黏性介質(zhì)中的超聲傳播特性 170
6.3　超聲衰減的云霧濃度模型 175
6.3.1　基于經(jīng)典ECAH云霧濃度計算模型 175
6.3.2　模型簡化 178
6.4　云霧濃度計算分析 180
6.4.1　超聲衰減仿真分析 180
6.4.2　超聲衰減數(shù)值分析 183
6.5　云霧濃度試驗驗證 186
6.5.1　試驗系統(tǒng)組成 186
6.5.2　測試結(jié)果與有效性評估 188
6.6　結(jié)論 192
第三篇　動態(tài)云霧濃度測試技術(shù)
第7章　聲—電復合云霧濃度檢測方法與關鍵技術(shù) 195
7.1　引言 196
7.2　聲—電復合濃度檢測方案設計 197
7.3　聲—電復合云霧濃度檢測系統(tǒng) 199
7.3.1　系統(tǒng)方案 199
7.3.2　關鍵部件設計技術(shù) 200
7.3.3　檢測系統(tǒng)抗過載性能試驗 204
7.4　聲—電復合數(shù)據(jù)處理 205
7.4.1　多傳感器信息融合技術(shù) 205
7.4.2　基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合模型 209
7.4.3　數(shù)據(jù)融合模型效果評估驗證 211
7.5　穩(wěn)態(tài)云霧模擬試驗驗證 213
7.5.1　穩(wěn)態(tài)云霧模擬試驗裝置方案設計 213
7.5.2　顆粒系運動狀態(tài)的氣動力學分析 215
7.5.3　穩(wěn)態(tài)云霧模擬試驗裝置參數(shù)優(yōu)化 216
7.5.4　試驗分析 218
7.6　結(jié)論 220
第8章　雙頻超聲云霧濃度檢測方法及其關鍵技術(shù) 221
8.1　引言 222
8.2　雙頻超聲復合檢測方法 223
8.2.1　雙頻超聲復合檢測方法 223
8.2.2　雙頻超聲衰減濃度檢測基本原理 223
8.3　雙頻超聲云霧濃度復合檢測 225
8.3.1　云霧粒徑與超聲最優(yōu)檢測頻率匹配 225
8.3.2　云霧濃度與最優(yōu)檢測頻率匹配 226
8.3.3　超聲頻率與云霧濃度測試 227
8.4　雙頻超聲濃度檢測融合算法 229
8.4.1　數(shù)據(jù)融合作用模式及算法分析研究 229
8.4.2　卡爾曼濾波融合的底層數(shù)據(jù)融合 231
8.4.3　基于測量誤差差值的自適應加權(quán)算法的頂層數(shù)據(jù)融合 232
8.5　雙頻超聲復合檢測系統(tǒng)原理樣機 237
8.5.1　低功耗聲波電路 237
8.5.2　雙頻超聲傳感器選型 239
8.5.3　微處理控制器 241
8.5.4　數(shù)據(jù)處理流程優(yōu)化設計 242
8.5.5　檢測系統(tǒng)原理樣機 243
8.6　雙頻超聲濃度檢測系統(tǒng)試驗驗證 245
8.6.1　試驗云霧濃度檢測裝置 245
8.6.2　試驗云霧濃度檢測參數(shù) 247
8.6.3　試驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析 248
8.7　結(jié)論 252
第9章　超聲波脈沖瞬態(tài)云霧濃度測試技術(shù) 253
9.1　引言 254
9.2　超聲波脈沖瞬態(tài)云霧濃度計算模型 254
9.2.1　計算方法 254
9.2.2　濃度特征提取方法 257
9.3　云霧濃度檢測系統(tǒng)設計 263
9.3.1　脈沖收/發(fā)電路總體結(jié)構(gòu) 263
9.3.2　控制信號電路設計 265
9.3.3　彈載引信檢測系統(tǒng)原理樣機 266
9.4　瞬態(tài)云霧濃度檢測系統(tǒng)設計 268
9.4.1　試驗裝置設計 268
9.4.2　鋁粉擴散濃度數(shù)值仿真 271
9.4.3　濃度信號處理 273
9.5　結(jié)論 277
第10章 云爆燃料拋撒濃度測試驗證 279
10.1　引言 280
10.2　動態(tài)云霧濃度分布模擬試驗系統(tǒng)設計 281
10.2.1　靜態(tài)拋撒條件下燃料分散模擬試驗系統(tǒng)設計 281
10.2.2　動態(tài)拋撒條件下模擬試驗系統(tǒng)設計 285
10.3 模擬系統(tǒng)云霧濃度分布檢測試驗 289
10.3.1　靜態(tài)拋撒條件的模擬云霧濃度檢測試驗 289
10.3.2　基于動態(tài)拋撒條件的模擬云霧濃度檢測試驗 295
10.4　燃料濃度與云霧爆轟效能的評估方法 305
10.4.1　鋁粉爆炸特性概述 305
10.4.2　試驗方法 306
10.5　云爆燃料拋撒試驗 310
10.5.1　基于縮比動態(tài)云霧的濃度檢測試驗 310
10.5.2　等效云霧濃度—引信交會濃度探測試驗 315
10.5.3　云霧爆轟濃度分布試驗 323
10.6 結(jié)論 330