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一种改进的Euler方法模拟凝聚炸药的爆轰过程

在爆轰的数值模拟中,采用合适的计算方法及相应的计算程序,在计算机上数值求解流体力学和化学反应动力学方程组,以正确反映爆轰过程,对于爆轰理论以及工程应用研究,都是十分重要的。本文使用一种改进的Euler方法,把无波动、不含自由参数的NND格式应用到凝聚炸药的爆轰问题,实现了高分辨格式对复杂物态方程爆轰问题的数值模拟计算。化学反应率使用Lee-Tarver的点火成长模型,未反应的固体炸药和化学反应气体产物都使用JWL(Jones-Wilkins-Lee)状态方程。首先研究了一维平面爆轰波结构与网格尺寸的关系,然后研究了柱面散心爆轰波结构及其正规反射、Mach反射问题。文中数值模拟了非均质固体炸药PBX-9404的爆轰传播过程。从典型爆轰算例来看,该方法正确预测了凝聚炸药爆轰的起爆及传播过程中的关键特征,如Von Neumann尖峰和化学反应区等。通过数值模拟值与理论结果和试验结果的比较,各物理量均达到了满意的准确程度。  (本文共48页) 本文目录 | 阅读全文>>

《长春理工大学学报》2003年03期
长春理工大学学报

远距离炸点爆轰过程记录方法

在靶场试验中 ,弹体的爆炸时刻是弹体试验鉴定的最重要的性能指标之一。由于弹体爆炸时具有极强的杀伤力和辐射破坏性 ,这就给弹体鉴定实验中爆炸时刻的测量带来了一定的难度 ,因此必须设计一套远距离自动测量系统 ,用以自动测量其爆炸时刻。测量途径主要靠利用弹体爆炸时出现的光学、力学、声学、电磁学等物理特性 ,采用电子学方法 ,从而实现自动测量[1] 。根据爆轰的有关辐射原理 ,各种飞行弹体爆炸时 ,都会产生冲击波、电磁辐射及发光现象。大气层中飞行弹体的爆炸 ,其光辐射波形如图 1所示[2 ] ,它有两个发光区 ,T1、图 1 光辐射波形T2 分别为第一和第二发光区光峰到来时间 ,其中较大峰值处即爆炸最亮点所对应的时间就是爆炸时刻。因此 ,只需要利用光学方法记录下整个爆轰过程的光辐射波形即可以得出弹体的爆炸时刻。这里所用的光学方法是利用光电探测器将光能转换成电能 ,通过对电能的精密测量和记录达到目的。由于光电探测器有一定的工作范围 ,为保...  (本文共4页) 阅读全文>>

《爆破器材》1984年03期
爆破器材

对塑料导爆管爆轰过程的探讨

塑料导爆管是我国近几年来大量生产和广泛使用的一种新型火工品。它具有很多优点,但对它的爆轰过程研究还不够,所以对此有各种不同的看法,因此逐步搞清导爆管的爆轰过程,既有利于它的正确使用,也有助于学术上的讨论和研究,为此谈一下我对塑料导爆管爆轰过程的初浅看法.。 (一)塑料导爆管的娜炸传播过程是裸轰过程 有人说:“塑料导爆管中的炸药不可能形成爆轰,只能发生化学变化。”我认为塑料导爆管的爆炸传播过程是爆轰过程。因为当装药条件(如直径、密度、药粒尺寸)和起爆条件一定时,爆炸传播速度不随时间改变,这种稳定爆炸就叫爆轰。塑料导爆管的大量实验证明,当装药条件一定时,测出的爆速相当稳定一致,而且,塑料导爆管的爆轰过程基本上符合经典的C一J爆轰理论。因此,塑料导爆管爆速的实测值(1950士50米/秒)与按该理论计算的爆速值(1956米/秒)相符。 (二)塑料导爆管娜轰的特点 塑料导爆管的爆轰过程与一般炸药相比,既有共同点又有不同点。其共同点是: 1...  (本文共3页) 阅读全文>>

《哈尔滨工程大学学报》2012年09期
哈尔滨工程大学学报

高能炸药爆轰过程的广义插值物质点法模拟

高能炸药爆轰是一个在极短时间内释放巨大能量的过程,期间伴随着力学效应和化学效应的相互耦合,这使得爆轰波结构十分复杂.由于高能炸药爆轰过程的复杂性,理论研究和实验研究都存在一定的局限性,数值模拟方法成为研究高能炸药爆轰过程的有效手段.传统的基于网格的数值算法如Lagrange、Eul-er等在处理此类问题时遇到了很大的挑战.在处理爆炸这样涉及材料大变形的问题时,Lagrange法会产生严重的网格畸变,影响计算精度甚至会导致计算的崩溃.Euler法计算网格在空间上是固定的,虽然避免了因大变形带来的网格畸变但是很难分析材料上场变量的时间历程,材料的界面也难以准确的描述.针对基于网格算法在这一计算领域出现的问题,无网格方法将是一种可行的替代方法.物质点法(MPM)是一种无网格粒子法[1-2],它是由流体动力学的质点网格法(PIC)发展而来的.物质点法继承了拉格朗日方法和欧拉方法二者的优点,处理大变形以及多物质耦合问题具有明显优势,被广泛...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国舰船研究》2008年02期
中国舰船研究

基于SPH方法的水下爆炸初始爆轰过程研究

己I舀,11二1对于水下爆炸问题的数值模拟,国内外开展了许多研究,炸药爆轰是极其短暂且复杂的过程,并且爆炸冲击效应的计算一直是计算力学中的难题,所以炸药的理论解法只局限于一些简单情形,而试验研究则需承担风险并且费用昂贵,但有时试验也不一定能捕获与爆轰相关的一些物理现象。随着一计算机技术和计算方法的不断发展,许多数值模拟方法应用到了炸药的爆轰研究中。国内的爆轰数值模拟主要以有限差分为主,有限元法正处在起步阶段,而要开发一个具有实用价值的程序系统不仅需要大量的人力、物力,更需要有相当数量的系统实验作为储备,以提供充足的物理参数,这一点国内是缺乏的。炸药在爆炸过程中会产生大变形,令网格发生严重变形,从而导致无效的极小时间步长的产生,有时甚至导致计算崩溃,所以基于网格的有限元法或有限差分法数值模拟的方法在模拟分析炸药爆轰时遇到了很多困难。而sPH方法〔’,,〕具有无网格性质和拉格朗日粒子特性,它应用离散化的粒子来表示物质,流体粒子的运动...  (本文共4页) 阅读全文>>

《火炸药学报》1980年30期
火炸药学报

2kg 一次起爆 FAE 装置爆轰过程研究

2kg一次起爆FAE装置爆轰过程研究赵玉坤白春华孙晓明蒲加顺(北京理工大学,北京100081)摘要基于分散爆轰原理的三组元宏观固态燃料,设计了2kg模拟试验弹,对不同配比燃料的分散爆轰过程进行了研究,根据光测结果和压力场分布,得到了该装置条件下较优的燃料配比,并对燃料各组元的作用有了进一步的认识,这些将有助于该燃料在该量级武器上的应用。关键词一次起爆FAE混合燃料分散爆轰爆炸场分类号TQ560.1DetonationProcesof2kgTestBombwithSingle┐eventlgnitionStructureZhaoYukunBaiChunhuaSunXiaomingPuJiashun(BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081)AbstractBasedonthetrinarysolid-shapeFAEfuelofdisperseddetonation,largequant...  (本文共4页) 阅读全文>>