Математическое моделирование и оптимальное проектирование баллистических установок

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.