1.一種基于ANSYS的強迫角振動條件下彈丸內彈道運動仿真方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，建立強迫角振動控制方程，得到強迫角振動角速度表達式；

步驟2，采用三維計算機輔助設計軟件SOLIDWORKS建立火炮身管、彈丸和流場的三維幾何模型，并輸出幾何模型文件；

步驟3，將建立的幾何模型導入ANSYS Workbench軟件平臺，通過布爾運算分割固體域和流體域，并將流場區域細分為內流場、過渡區和外流場，再在mesh模塊中劃分網格；

步驟4，在ANSYS Workbench軟件平臺建立雙向流固耦合求解器，設置仿真條件，進行雙向流固耦合數值模擬，得到彈丸的運動狀態和炮膛內外流場分布；

步驟5：根據實際路面條件和車輛性能參數，得到相應的強迫角速度變化方程，結合步驟2-4進行數值計算，得到需要的彈丸運動參數和流場分布結果；

步驟1中，建立強迫角振動控制方程，得到強迫角振動角速度表達式，具體方法為：

根據履帶車輛運動時的振動特性，構建履帶車輛強迫角振動微分方程為：

式中：I_y為懸掛部分的轉動慣量，t為時間，ω為振動角速度，M_k為彈性力矩；又有：

式中：θ為振動角度，k為剛度系數，l_i為履帶輪中心到重心的水平距離，H為合成干擾力矩曲線最大幅值除以剛度系數后的值，v為水平速度，L為沿x軸的振動波長，T為振動周期；

根據上面三式，解得角速度ω的表達式為：

其中：

步驟4中，在ANSYS Workbench軟件平臺建立雙向流固耦合求解器，設置仿真條件，進行雙向流固耦合數值模擬，得到彈丸的運動狀態和炮膛內外流場分布，其中，進入ANSYSWorkbench軟件平臺后，通過Transient Structural模塊進行結構動力學求解，通過FLUENT模塊進行流體動力學求解，通過System Coupling模塊實現Transient Structural模塊和FLUENT模塊的信息交換，最終得到彈丸在膛內各時刻及出膛時的運動狀態參數，包括位移、速度、出膛時間、應力分布，以及炮管內外流場的分布情況，具體方法為：

將固體域網格導入Transient Structural計算模塊，在Transient Structural模塊中，設置彈丸和火炮身管的材料參數、彈丸和身管接觸面、彈丸旋轉速度、火炮身管的強迫角振動角速度ω、重力大小和方向、流固耦合面這些條件，求解各時刻彈丸的運動狀態，并結合彈丸和火炮身管的幾何形狀，計算彈丸的質量，給出材料密度、彈性模量、泊松比這些參數；

Transient Structural模塊求解過程中，控制固體運動的基本方程如下：

式中：M_s為質量矩陣；C_s為阻尼矩陣；k_s為剛度矩陣；r_s為固體位移；τ_s為固體所受到的應力；

每個時間步求解完成后，保存彈丸的位移、受力、變形這些狀態數據，并將所得彈丸的位移數據通過System Coupling模塊傳遞給Fluent模塊，作為Fluent模塊中的計算條件；

將流體域網格導入FLUENT模塊，在Transient Structural模塊中，將擬合的膛底壓力曲線方程作為入口壓力條件，并設置壓力出口、湍流方程、動網格、求解方法、求解時間步長這些條件，結合從Transient Structural模塊中得到的彈丸運動數據，求解各時刻流場的分布情況，保存求解結果，再將流固耦合面對應的接觸面上的壓力信息通過SystemCoupling模塊傳遞回Transient Structural模塊中，Transient Structural模塊將根據上一個時間步的計算結果和Fluent中的反饋數據開始進行下一個時間步的計算；

Fluent模塊求解過程中，流體受三大守恒方程控制分別是：

(1)質量方程：

式中：u_x、u_y、u_z分比為x、y、z方向的速度分量；t為時間；ρ為密度；

(2)動量方程：

式中：p為流體微單元體上的壓強；μ是流體的動力粘度；f為體積力；為哈密頓算子；

(3)能量方程：

式中：E為流體微團的總能，包含內能、動能和勢能之和；P為流體微單元體上的壓強；J_j為組分為j的擴散通量；h_j為組分為j的焓；k_eff為有效熱的傳導系數；τ_eff為有效粘性應力；u為速度矢量；S_h為熱源項；

System Coupling模塊作為數據交換的通道，在System Coupling模塊中設置數據交換內容、求解時間、求解步數這些條件，以控制兩個模塊的共同求解時間和步長；

System Coupling中進行數據交換的過程中，雙向流固耦合作用需要進行流體和固體間的位移、受力結果的等量交換，其控制方程記為：

n·τ_f＝n·τ_s

r_f＝r_s

式中：τ_f為交界面處流體受力；r_f為交界面處流體位移；n為單位矢量；

通過上述數值模擬，得到了彈丸在膛內各時刻及出膛時的運動狀態參數，包括位移、速度、出膛時間、應力分布，以及炮管內外流場的分布情況。