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三维爆轰波传播的LS方法研究

本文首先回顾了爆轰传播理论发展历史,介绍了几种基本的理论模型及与爆轰波传播有关的其它内容。然后对等位线方法(Level Set,LS)作了一个简单的介绍,并根据该方法的原理,建立三维爆轰波传播的LS方程,研究该LS方程的数值求解方法,编制了三维爆轰波传播计算程序LS3D,提出了处理边界条件和爆轰波相互作用的方法,进行爆轰波相互作用多点起爆实验设计,完成各种起爆条件下爆轰波发展过程的数值模拟,并与实验结果作了比较。本文提出了在三维直角坐标系中爆轰波传播LS方程离散化方法,建立了相应的差分方程,研究了对不同形状炸药在多种起爆形式(点、线、面、散心、聚心)下初值条件的设定,以及各种边界条件的处理方法。根据本文建立的计算编码LS3D,可以确定不同时刻爆轰波阵面的位置,再通过计算编码LS2DDRAW和LS3DDRAW画出某一截面的波阵面曲线图,或在整个计算空间内的三维波阵面曲面图。本文的实验工作设计了两种多点起爆装置,采用了转镜式高速分幅  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

《火工品》2013年02期
火工品

矩形管两相脉冲爆轰探索性实验研究

脉冲爆轰燃烧(PDC)是一种高强度、高效率、低污染的燃烧方式,这种新型燃烧方式在能源、动力、化工、加工等领域有着广阔的应用前景。它可用于发电用的高效煤燃烧器及高效天然气燃烧器、陶瓷生产用的先进材料合成技术、提高材料耐磨耐高温的热喷涂技术、城市垃圾的先进处理技术、磁流体发电技术、强噪声发生器以及空天推进的脉冲爆轰发动机等[1-2]。由于受到目前计算机能力及化学反应机理的限制,在矩形管中开展爆轰模拟难度要远远大于圆管爆轰[3-4];而在实验研究中,由于矩形管几何条件引起气动不均匀性、散热不均匀性以及十分复杂的波动反射现象,使得爆轰的起爆与传播就更加困难,如果采用液态燃料进行两相爆轰,难度更大。因此,目前对绝大多数脉冲爆轰研究都是针对推进装置在圆管中进行的,而矩形管爆轰研究几乎都是采用气态混合物进行的单次爆轰[5-6]。然而,在用作并联推进装置或其他燃气生成器时,圆形爆轰管具有面积利用率低及能量密度分布不均匀等缺点,因此工程上迫切需要...  (本文共4页) 阅读全文>>

《火炸药学报》2009年04期
火炸药学报

爆轰波后的准静止区域(英文)

Experiments reveal that there is a quasi-stationary region behind the reaction zone in detonation wave,in which the particles of detonation products seem not to move.Lagrange analysis was performed to investigate the hydrodynamic mechanism after the reaction zone ofdetonation wave.Metal foils were embodied into the cylindrical charges of HMX-based plastic bondedexplosive.Doub...  (本文共1页) 阅读全文>>

《爆炸与冲击》2007年03期
爆炸与冲击

高-低爆速圆板炸药串联爆轰引起平面爆轰波的变凸现象

1引言炸药爆轰加载是最常用的动载荷技术之一,满足平面1维爆轰条件是大多数实验研究对加载装置的基本要求。但是在爆轰的激发与传播过程中,常会有高爆速炸药和低爆速炸药串联使用的情况,例如高爆速的平面波透镜引爆低爆速的主药柱。由于2种炸药的化学、物理性质的差异,当平面爆轰波从高爆速炸药通过接触界面进入低爆速炸药时,会导致在低爆速炸药中传播的爆轰波逐渐偏离平面1维条件,致使实验测量和结果分析复杂化。为此,本文中拟对高-低爆速圆板炸药串联爆轰在低爆速炸药中平面爆轰波演变为凸面波的实验现象进行初步分析。在CJ模型基础上建立起来的爆轰流体动力学理论,正确地解释了爆轰过程的基本宏观特性,可以借助它来研究爆轰波及其产物的运动,分析爆轰作用和效应等,本文所要进行的高-低爆速圆板炸药串联爆轰引起平面爆轰波变凸现象的分析,也将按爆轰流体动力学理论[1-3]进行,不涉及爆轰波阵面结构、反应机理等内容。2平面正常爆轰波阵面后爆轰产物状态参数的分布设有一圆柱炸...  (本文共7页) 阅读全文>>

《力学学报》2006年01期
力学学报

弯管内爆轰波传播的流场显示和数值模拟

引言 气相碳氢燃料主要采用管道输送.研究表明: 燃料输送管道存在大量的弯管、分叉管和环形管及 阀门、连接管头等.因此,研究爆轰波在非等直管道 中传播对预防意外爆炸事故有重要意义.从学术兴 趣方面看:气相爆轰波在直管中传播主要涉及诱导 激波和化学反应区的相互作用.在弯曲管道中,壁 面几何结构会影响诱导激波强度和波后气流温度, 从而会间接地影响化学反应过程.因此,该问题包 含了诱导激波、化学反应及几何壁面之间的相互作 用. 已有较多的文献研究激波在弯管中传播问题. Taka吞,ama等[lJ和EdwardS[zl研究了平面激波在900 弯管中传播时复杂波系间的相互作用.结果表明: 弯管凹、凸壁面激波速度比与弯管曲率半径有关. 激波在弯管传播过程中,受到入射激波、反射激波、 稀疏波及稀疏波在凹壁面的反射波共同作用.在弯 管下游一定的距离内,受扰动的激波可恢复为平面 激波.定性地看,爆轰波在大曲率半径的弯管中的 传播现象与平面激波相似....  (本文共7页) 阅读全文>>

《火灾科学》2005年03期
火灾科学

气体爆轰波在管道中绕射和反射的实验研究

0 引言 在输送可燃气体的管道网中,存在多种结构的弯 管,当可燃气体的爆燃或爆轰火焰遇到这些弯管道 时,与在直管道中传播时相比,其运动特性将发生变 化,如何描述爆轰波通过弯管时的传播特性和流动图 像一直是研究工作者感兴趣的课题。 Whitham理论[1]对激波的尖角绕射问题作了分 析,给出了计算激波尖角的理论公式。 Edwards D H和Thomas G O等人[2 ,3]研究了 气体爆轰波在900弯管道中的传播特性,当爆轰波通 过900圆弧形弯管道时,弯管道曲率半径越小爆轰波 的稳定胞格结构消失越明显,这是弯管道内部复杂波 系相互作用的结果。此时爆轰波的局部熄灭不同于 气体爆燃火焰在狭缝中的淬熄[4],后者的主要因素是 冷壁效应。对于一般凝聚相炸药爆轰波的绕射[5 ,6], 当绕射角较大时会产生“死区”,爆轰波绕射与冲击波 绕射有实质性差别,绕射角很大时绕射壁附近爆轰暂 时熄灭、延迟起爆或者重新点火等复杂现象是冲击波 绕射所...  (本文共6页) 阅读全文>>