3-18  基于数值计算结果的破片战斗部威力仿真方法

杨云斌  屈  明  钱立新

建立了包含数值方法和分析方法的威力仿真方法。考虑数值计算的规模和复杂度，采用爆轰计算获得初始时刻破片场，利用分析方法描述破片飞散和破片作用目标的过程。采用该威力仿真方法，实现了对破片场形成、破片飞散、破片作用目标的全过程描述。数值计算采用LS-DYNA软件，为了获得战斗部初始时刻破片场，开发了接口处理程序。利用分析方法，建立了破片飞散和破片毁伤性能评估模型，飞散模型中考虑空气阻力等因素的影响，破片毁伤性能评估模型中采用THOR方程预估破片剩余速度、剩余质量和最大穿透厚度，从而获得破片弹道、破片威力参数和破片对靶板的毁伤效果。通过对虚拟靶板上命中破片进行统计，计算出破片命中靶板密度分布和破片飞散角分布，完成破片战斗部威力仿真试验。在威力仿真方法的基础上，建立了系统仿真模型(图1)。采用面向对象的Visual Studio.NET编程语言，实现威力仿真软件的编码。

利用仿真软件，对某一定向战斗部进行了仿真分析，图2是3个不同时刻的仿真图形，随着仿真时间的增加，定向区域的破片速度明显大于非定向区域。分析表明：定向战斗部破片的飞散角是非均匀分布，并且波动较大，在设计/评估定向战斗部时一定要考虑这个因素。

基于数值方法和分析方法，建立的破片战斗部威力仿真方法适用于各种破片战斗部(定向、非定向)威力仿真，也可推广应用于其他类型战斗部的威力仿真。开发的仿真软件能够对破片战斗部的威力给出定性分析和定量计算，并再现破片形成、破片飞散和破片作用目标的宏观过程，可直接应用于破片战斗部设计/评估。