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马赫反射计算机数值实验研究

-一前言 激波和障碍物或激波和激波相互作用是很有现实意义的问题,卜这些问题中都存在着马赫反射现象,因此马赫反射现象是近几十年来人们很感兴趣的重要课题之一可是迄今为止,这些问题在理论分析上仍然十分困难,实验室观察亦非轻而易举. 近年来计算流体力学蓬勃发展,用计算机进行数值模拟或数值实验已成为力学研究 J,一、的一种新途径.但是对马赫反射进行数值模拟并不总是很成功的.19卯年美国科学家Brod“仍然怀疑用二维计算来模拟马赫反射是否有效·在1975年Schneyer用二维气动力学计算编码成功地对马赫反射进行了数值模拟[l]·但是Schneyer的计算要求楔形物表面必须正好处在计算网格的对角线上.这样限制了计算范围,要求楔角不能过大或过小,同时计算精度也不高,计算所得到的激波(包括马赫杆)的过渡区相当宽,计算结果不理想. 本文采用三角形网格的FLlc差分方法〔2j对激波绕过楔形物时产生的正规反射,马赫反射(脱体的和不脱体的)进行了数值模...  (本文共6页) 阅读全文>>

《计算物理》1986年02期
计算物理

马赫反射的一种简便的数值模拟方法——分裂拟特征线法

一、序言 激波的数值模拟是计算流体力学的重要课题之一,也是个比较困难的任务。而马赫反射的数值试验则更为困难,而且其实际意义也更大。所以引起了人们普遍的兴趣。 一般的模拟激波的方法,如激波装配法,人工粘性法,随机选择法,以及格子类方法,用以马赫反射的计算时,或者程序设计存在很大困难,或者计算量,信息量很大,阻碍着这类方法的推广应用。 最近我们也注意到文献〔‘〕的很成功的工作和令人高兴的结果。 本文提出一种简易的、灵活的、有效的马赫反射的数值模拟方法一分裂的拟特征线方法。这种方法是一维拟特征线方法〔“〕在二维问题中的推广,将二维问题采用分裂法化为x方向和Y方向上的两个续接的一维问题。方法的具体格式的设计极为简单、灵活;既可以是显式的,也可以是予估—校正型的半隐式的;可以是一阶的,也可以是二阶的,程序可以很短,而且容易实现。例如我们的算例只需约130行。所需要的运算量和信息量与许多其它方法相比有大幅度的节省。以平面激波打倒斜劈的情况为...  (本文共11页) 阅读全文>>

《爆炸与冲击》1988年01期
爆炸与冲击

球面激波在固壁的马赫反射(Ⅱ)

引言 在本文的第I部分,我们根据w hitham理论,编制了计勇球面激波在固壁的马赫反射的程序。所得的结果,如三波点迹线,马赫杆在壁面的超压与化爆模拟结果,以及核爆经验公式‘’·吻合比较好。现在,我们介绍我们做的金属丝电爆炸产生的球面激波在固壁上马赫反射的实验结果。实验时,采用高速纹影摄影系统,将反射图像拍摄下来,这样得到一系列的激波传播和反射随时间变化的图像。由读数显微镜测量出马赫杆和三波点的位置,由此推算出马赫杆在壁面的超压及三波点迹线。然后,用我们所编制的程序对电爆炸情形作了计算。计算值与实验结果作了比较,发现二者吻合较好。 实验原理 图1为实验原理图。实验时,变压器T通过高压硅堆D,充电电阻R对储能电容C长时 丁 图t间充电,负载F为一段很短的金属细丝,通过球隙开关接在电容的两端。当电容充电至数万伏的预定电压时,加一高压脉冲至球隙触发极,使球隙迅速导通,电容对金属丝短路冲电,止生一一-一___严_卜一气竺_二点.……;....  (本文共4页) 阅读全文>>

《山东矿业学院学报》1988年01期
山东矿业学院学报

炸药管道效应的理论研究

一、前言 在深孔爆破中,由于硝按类炸药卷与炮孔壁间存在径向间隙在其装药超过一定长度时,就会产生管道效应(或称沟槽效应、间隙效应),由于这种效应的存在,常使爆药传爆至一定长度后爆轰中止或爆轰不稳定,致使不能充分利用炸药爆炸能量来破碎岩石,因此直接影响了深孔爆破效率。而未爆的残药还可能带来一些有害作用。国内外不少爆破工作者进行了大量的实验研究。从对现象的观察和测试中提出了管道空气隙内存在有超前于爆轰波传播的空气冲击波压实炸药改变炸药炸轰性能的理论,并采取了一些消除和减弱管道效应的措施〔‘〕。但就目前情况看,这一理论成立与否关键在于能证明超前空气冲击波的存在,本文便是对此进行的初步论证。 二、物理模型 由于炸药卷与孔壁间存在有径向空气间隙,炸药爆炸的产物将向间隙中飞散,从而在产物中形成膨胀波,而在空气隙中产生冲击波。在飞散的最初瞬间,产物飞散的速度与冲击波隙面后的空气运动速度相吻合〔“〕,该冲击波可看作是强波。随着产物飞散速度的减慢,...  (本文共7页) 阅读全文>>

《爆炸与冲击》1989年03期
爆炸与冲击

非线性弹性介质中冲击波斜反射的研究(Ⅱ)

一、引言 在_L一篇文章中一’,我们给出了一种各向问性超弹性介质在干面应变一下的本构方程、中,亡简单波解和平面冲击波解,并求解了冲击波在自由面的刹反射问题。本文中我们利用文献 ;!的结果求解了冲击波在固壁及滑动刚壁的斜反射l川题。在滑动刚壁边界下,当入射纵冲介波价沂临界角时.反射冲击彼强度急剧增强,预示着不规则反射中很可能会出现马赫反份沂州分 二、基本公式 戎们只列出所需的基本公式.兵体推导可见文献野13。 ‘护本构方程 取尘标系O万丫2如图l所示介灰单位体积的内能才取为 珍‘p,、,一:、。十告a·p飞一于专“川、l, }“召、“、d为材料常数。p、、为平 !面应变张量的二个不变量 众,叭}万,P=£l:一卜£::1 \\!矛尸穿==£‘,£2:一£,:‘2; ‘\\__丰_万尹\由山二口环//口乙,,我们得到应力 R飞续一又土_一)产\犷二F、或认d:角;举万 一止一止华琴止一旨言厂X(Tl一附r+‘2:碎、! “\获“娜,...  (本文共6页) 阅读全文>>

《计算物理》1989年04期
计算物理

计算强激波马赫反射的简易方法

一、序言 关于激波遇刚壁的马赫反射问题,一直是国内外科技工作者所关注的课题之一,曾做过大量钓理论分析,实验观测和数值模拟研究工作,取得了许多科研成果。但是,由于此课题理论性强,技术难度大,故至今仍有许多难点尚未解决,有待继续做深入细致的研究工作。追溯以往的工作,有许多学者从近似计算的角度来探讨此问题。早在五十年后期,美国学者G.B.Whitham就提出用激波运动学法来解决中等强度激波的绕射和马赫反射问题,描述了平面二维和轴对称二维问题的定解条件和求解方法〔‘’2〕。最近,文献〔3〕对球面激波遇刚壁的马赫反射问题做了卓有成效的工作。本文应防护工程设计人员的实际需要,以大威力武器近地爆炸为参考背景。研究理想气体中强激波遇刚性地面的马赫反射问题。根据最新获得的实验资料,提出射线管截面积与激波马赫数之间成幂次函数形式,使得马赫反射起点位置,三波点迹线形状,马赫基高度、马赫激波强度,马赫反射区地面最大超压分布的计算大大简化。可直接提供工程...  (本文共7页) 阅读全文>>