• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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梁俊宣, 马路遥, 刘闯, 沈陶然, 翟喆, 肖川, 张先锋. 基于CNN的弹体侵彻多层间隔混凝土薄靶弹道特性预测模型[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0320
引用本文: 梁俊宣, 马路遥, 刘闯, 沈陶然, 翟喆, 肖川, 张先锋. 基于CNN的弹体侵彻多层间隔混凝土薄靶弹道特性预测模型[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0320
LIANG Junxuan, MA Luyao, LIU Chuang, SHEN Taoran, ZHAI Zhe, XIAO Chuan, ZHANG Xianfeng. Prediction Model for Projectile Ballistic Characteristics in Multi-Layered Spaced Concrete Thin Targets Based on CNN[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0320
Citation: LIANG Junxuan, MA Luyao, LIU Chuang, SHEN Taoran, ZHAI Zhe, XIAO Chuan, ZHANG Xianfeng. Prediction Model for Projectile Ballistic Characteristics in Multi-Layered Spaced Concrete Thin Targets Based on CNN[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0320

基于CNN的弹体侵彻多层间隔混凝土薄靶弹道特性预测模型

doi: 10.11883/bzycj-2025-0320
基金项目: 国家自然科学基金(12202205);国家自然科学基金(U2441209);中央高校基本科研业务费专项资金资助(30924010901);

Prediction Model for Projectile Ballistic Characteristics in Multi-Layered Spaced Concrete Thin Targets Based on CNN

  • 摘要: 针对传统弹道预测方法计算成本高、难以满足快速评估需求的问题,本文提出了基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的多层混凝土薄靶侵彻弹道高效预测模型。首先基于经过试验验证的数值模拟方法,分析并明确了弹体角速度对弹道偏转的重要影响,进而将其作为重要的弹靶交会条件,通过系统调整初始参数构建了包含127组工况的单层混凝土薄靶侵彻数据集。在此基础上,建立了以弹体参数、靶体参数、弹靶交会条件为输入,弹体靶后运动参数为输出的高精度单层靶侵彻弹道预测模型,并进一步结合弹体靶间飞行的刚体运动学方程,构建了完整的侵彻—飞行迭代预测框架,实现了多层间隔混凝土薄靶弹道特性的快速预测。研究结果表明:逆时针角速度增大会导致靶后径向剩余速度正向增大,弹道轨迹向上偏转,顺时针角速度则产生相反效应,弹体角速度是薄靶侵彻过程中不可忽略的重要参数;针对单层靶工况,预测模型训练集和测试集的平均MSE值稳定在0.0012与0.0019左右,表现出良好的预测性能;在多层靶预测中,模型在保证精度(剩余速度最大相对误差10.65%,姿态角最大绝对误差3.47°)的前提下,求解时间仅为传统数值模拟方法的0.05%。研究不仅揭示了弹体角速度这一关键因素对侵彻弹道的影响规律,更提供了一种“数据驱动+物理方程融合”的建模新范式,为武器毁伤效能评估与设计优化提供了重要的方法参考。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-09-28
  • 网络出版日期:  2026-01-08

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