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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>>

中国工程物理研究院
中国工程物理研究院

两相爆轰的理论和数值研究

本文对气体与碳氢化合物液体燃料颗粒以及悬浮铝粉尘中的非定常两相爆轰进行了理论和数值研究。建立了两相系统中爆轰增长与传播的模型,用有限差分方法编制了两相系统非定常爆轰波发展与传播的数值模拟程序,对两相爆轰波进行了详细的数值模拟,得到两相爆轰波参数,两相爆轰波的浓度极限和临界点火能量。首先对两相爆轰研究进行了回顾和总结,对两相爆轰所研究的范围、以及两相爆轰中所涉及的问题进行了探讨,从而对两相爆轰理论研究要解决的问题及研究中的热点和难点有充分的了解。对两相爆轰原有的ZND模型进行了讨论,探讨了在两相爆轰模型中如何考虑两相间相互作用、化学反应等一些主要因素及其影响。同时指出了原有的ZND模型的不足,如对化学反应过程的考虑过于简单化。建立了非定常的气体—燃料液滴两相系统爆轰波的理论模型,并对两相爆轰波的发展与传播进行了数值模拟。气体考虑组分的变化,化学反应用一步、三步反应模型进行描述。数值模拟得到与实验符合的结果。在此基础上针对化学反应参...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国工程物理研究院
中国工程物理研究院

炸药强爆轰驱动高速金属飞片的实验和理论研究

本文以炸药强爆轰驱动超高速金属飞片的理论和实验作为研究内容,在学术上对于深化爆轰产物性能和强爆轰驱动理论研究具有较大的创新意义。爆轰驱动高速飞片问题是爆轰物理应用研究的主要内容之一,其研究结果对于基础科学、国防科技和国民经济建设的一些重要课题有很大的技术推动作用。本文的第一章简要介绍了用于产生动高压研究材料高压状态方程的爆轰加载技术,系统综述了强爆轰波实验方法、诊断技术、状态方程参数、平面多级串联爆炸加载装置和会聚爆轰驱动等的研究概况。本文的第二章叙述了刚性飞片撞击下炸药片中强爆轰波的传播和驱动次级飞片的理论模型的研究工作,通过对强爆轰解析模型的研究,提出了简单的模型,了解了强爆轰传播规律和加速飞片的原理。采用楔形实验方法,给出了两种炸药的强爆轰波传播速度的衰减行为。本文的第三章采用动量、能量守恒的概念,针对多级炸药/飞片系统,发展了强爆轰驱动飞片的Gurney公式,结合一级飞片的一维推体公式,对这类串联装药系统进行了优化设计,...  (本文共165页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

液态碳氢燃料云雾爆轰及其抑制与泄放研究

本文以几种常见液态碳氢燃料云雾为重点,从实验测试、理论分析和数值计算三个方面对燃料云雾爆轰性能、云雾爆炸的抑制与泄放过程进行了系统深入的研究,基本揭示了云雾多相爆轰结构特征和作用机理,获得了有关云雾爆炸抑制及泄放的相关特征参数和变化规律,为控制或减缓工业爆炸灾害的作用程度和范围提供了重要的技术思路和途径。主要工作和研究成果如下:采用升降法和烟迹技术在立式激波管内测定了燃料云雾爆轰直接起爆的临界起爆能和爆轰胞格尺寸。燃料云雾的临界起爆能和爆轰胞格尺寸均与当量比成一“U”形曲线关系,并且云雾爆轰最敏感点并不是对应于等化学当量的混合物而是偏向于富燃料;燃料云雾爆轰的胞格尺寸随着起爆能的增加而减小,达到一定的数值之后再增加起爆能,胞格尺寸几乎不发生变化,但起爆能量足够大时,由于爆轰波阵面的驱动部分能量过大,在三波系交汇之前有次三波点形成,出现微细结构。利用自行设计加工水雾或粉尘抑爆装置,在立式激波管中对水雾以及惰性粉尘抑制燃料云雾爆炸的...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

爆轰法合成氧化钛纳米粉研究

爆轰法是通过引爆由无机盐、有机盐、金属粉和含水氧化物等前驱体和炸药组成的爆炸混合物,在爆轰产生的高温、高压条件下制备纳米粉体的一种合成技术。该方法具有操作简单,易于控制,高效、经济和节能等特点。本文首先从理化特性、制备和应用等方面综述了纳米氧化钛的研究和应用进展,对爆轰合成纳米粉体的演变过程也进行了综述。然后针对现有制备方法存在的缺陷,和目前氧化钛纳米粉的产量尚无法满足当前和今后市场需求的特点,指出探索合成新方法仍然是纳米氧化钛研究的一个重要方向。鉴于爆轰法在制备纳米粉体方面的独特性和新颖性,本文最后从以下方面对爆轰合成纳米氧化钛粉体进行了研究:1.以硫酸氧钛为钛源,引爆由氧化钛前驱体、硝酸铵和黑索金组成的混合炸药,进行爆轰合成氧化钛纳米粉的实验研究,对纳米氧化钛的结构和性质进行表征;结合爆轰理论计算和实验测量得到爆热、爆温和爆速等爆轰参数。从实验可行性,影响因素如混合物密度、炸药含量、含水率和爆轰参数等出发,优选合成配方。2....  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

《力学与实践》2003年04期
力学与实践

甲烷-空气爆轰波传播的数值模拟

可燃气体的爆轰是破坏力最强的气体爆炸过程.无论是工业上对坑道、厂房、各种管道气体爆炸灾害的防治还是军事上对云爆武器的防护都需要研究爆轰波在受限空间中的传播行为和发展机理.在国外,Jones LlI引和BartenevL叫都进行过类似的研究.在国内,徐胜利【4J对爆轰波在扩张管内的临界传播特性进行了实验与理论研究,给出了扩张角对应临界爆轰压力的关系. 本文研究爆轰波在突扩通道中传播过程各种复杂的波行为和爆轰波削弱、重新形成过程中的影响机理.其结果可用于各种阻爆器设计、坑道的防爆、云爆武器的设计时参考.1理论模型与数值方法1.1理论模型 本文主要研究爆轰波在二维突扩通道中的传播,如图1所示.其中小截面通道高为0.05m,长为0.3m,大截面通道高为0.15m,长为0.9m. 图1模型几何结构示惹图 l点火区,2小截面通道,3大截面通道 模拟过程中,整个空间充满甲烷-空气的混合物,小截面通道的封闭端以高温高压的点火源直接诱导爆轰波,爆...  (本文共3页) 阅读全文>>