高装填密度火药颗粒床燃烧转爆轰的数值分析

建立了描述一种高装填密度火药颗粒床燃烧转爆轰（DDT）的反应两相流模型，用Mao Cormack有限差分格式求解了控制方程，数值分析揭示了这种火药床DDT过程的一些重要特征，还分析了各种因素对DDT过程的影响。     

高能固体推进剂燃烧转爆轰数值模拟

建立了一维反应两相流模型，对高能固体推进剂多孔床燃烧转爆轰（ＤＤＴ）过程进行了数值模拟。当装填密度为８３．５％ＴＭＤ时，计算表明，药床着火后燃烧阵面前形成一致密波，使阵面前药床受到压缩，并逐渐形成完全压实区。压实区前沿压力达１．８ＧＰａ时，将引起药床第二次点火，且很快过渡到稳态爆轰。     

高密实含能颗粒床燃烧转爆轰的实验与理论研究

给出了高密实含能颗粒床燃烧转爆轰现象的实验研究结果。根据实验观察到的现象，建立了描述燃烧转爆轰的两相流数学物理模型，并对模型中的某些本构关系作了改进。用MacCormack差分格式和自适应网格技术，对伴有强冲击波形成的物理过程进行了数值求解。数值预测的火焰传播、诱导爆轰长度和稳态爆轰速度与实验结果基本吻合，其结果与作者已发表的燃烧转爆轰的机理分析相一致[1]。     

密实火药床中的燃烧转爆轰研究综述

本文简要叙述了密实火药床中燃烧转爆轰(Deflagration to Detonation Transi-tion)的研究概况,DDT研究的一般实验手段和方法,DDT的数值模拟——两相流方面的模型,DDT的形成机理以及不同因素对DDT的影响.最后,对DDT今后研究工作提出展望.     

抗高过载装药结构爆轰点火内弹道两相流仿真

为了研究抗高过载装药结构下采用爆轰点火时火药颗粒的运动和燃烧情况,以及此种装药结构下的点传火特性,在试验研究的基础上,建立了抗高过载装药爆轰点火过程的轴对称二维两相流计算模型.通过编程计算求解了高装填密度下,点火过程中药床内各物性参数的变化情况,依据计算结果列出了部分典型时刻的压力分布图和固相空隙率分布图.通过对点火过...     

内弹道两相流方程组的类型和颗粒间应力

根据一阶拟线性偏微分方程组的特征理论，讨论内弹道两相流方程组的类型。颗粒间应力的存在是决定方程组类型的重要条件。对火药床的颗粒间应力作定性和定量的分析。     

爆轰快速点火过程的数值仿真与实验研究

为了寻求一种火药装药床的快速点火方式,以满足工程应用对点火时间的需求,设计了爆轰快速点火实验装置并进行了爆轰点火的实验研究。同时结合实验装置的特殊结构,建立了爆轰点火过程的理论计算模型,应用4阶龙格—库塔法编程计算得出一典型装药结构下爆轰点火过程各物理参数的变化规律,主要为点火过程中实验装置内压力变化规律。通过计算结果与实验结果的对比分析,得出爆轰点火可以实现微秒级点火目标的结论,对爆轰快速点火技术在工程上的应用有一定参考价值。     

高压条件下伴随化学反应两相流动的数值模拟

建立了高装填密度火药床在高压条件下的一维两相流体力学方程组，探讨了两相自由射流边界的处理方法，并对其进行了数值求解．揭示了对流燃烧过程的燃烧机理．数值结果与实验测得的压力曲线和火焰阵面曲线有较好的一致性     

高密实含能颗粒床燃料转爆轰的实验与理论研究

给出了高密度含能颗粒床燃料转爆轰现象的实验研究结果，根据实验观察到的现象，建立了描述燃烧爆轰的两相流数学物理模型，并对模型中的某些本构关系作了改进。用ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ差分格式和自适应网络技术，对伴有强冲击波形成的物理过程进行了数值求解。     

高密实火药床燃烧转爆轰的数学模型

本文对以往燃烧转爆轰数学模型进行了评价.根据现代高性能火炮密实装药的特点,建立了能描述燃烧转爆轰(DDT)现象的一维反应两相流数学模型.其改进包括:考虑火药的可压缩性;提出了与DDT过程相适应的临界点火着火判据;利用熵不等式导出固相体积分数守恒方程;建立了颗粒守恒方程;引进了适合高压的非理想气体状态方程.最后给出了算例.     

冲压加速器预混推进剂爆轰速度研究

冲压加速器是利用推进剂气体混合物的化学能将弹丸加速到超过２ｋｍ／ｓ初速的新发射技术，根据弹丸的速度和气体混合物的爆轰速度可将它分为三种运动模型。简单了冲压加速器的基本原理，对冲压加速器中常用的甲烷、氧和氮混合和折爆轰速度进行了实验测量，并用爆轰理论对爆轰参数进行了计算。     

火,炸药颗粒床中的压缩波特性

火药床在点、传火过程中存在严重动态压缩现象,压缩波有可能导致火药颗粒破碎、形成热点甚至引起爆炸.该文以活塞驱动HMX炸药颗粒床所产生的动态压缩为例,对压缩波初态、终态及结构进行了分析,得到一些有价值的结论,并与实验结果进行了比较,两者吻合很好.     

关于发射药粉粒度对爆速影响的研究

本文根据现有两种发射药粉的实测数据指出 ,爆速体积加和公式不适用于非理想爆轰时的粉状爆炸物。提出了包括药粉粒度影响的爆速估算式形式 ,并利用实测数据得到了这种估算式的具体表达式 ,它们不仅可用以较准确地估算这两种发射药粉的爆速 ,对于其它粉状爆炸物的爆速估算思路也具有参考价值     

煤油燃料旋转爆轰波起爆与传播特性实验研究

为研究煤油燃料旋转爆轰波的起爆与传播特性,开展气体-液体两相旋转爆轰发动机实验研究。旋转爆轰发动机环形燃烧室内径120 mm、外径153 mm、长240 mm,煤油为燃料、富氧空气为氧化剂,通过氢气/氧气微小型脉冲爆轰发动机进行点火;基于燃烧室内的高频压力,分析气体-液体两相旋转爆轰波的起爆过程、传播特性以及发动机的工作特性。实验结果表明：混合物的反应活性至关重要,当氧化剂中氧含量偏低时,混合物反应活性低,旋转爆轰波将无法起爆,直至氧含量增加到39.2%,才能形成自持传播的爆轰波;爆轰波成功起爆后均以双波对撞模态传播,波速为815~ 920 m/s;在 贫油条件下,爆轰波传播速度随着当量比提高呈增加趋势;当空气质量流量大于822 g/s时, 发动机基本以缓燃形式工作。     

填充介质对火药装药爆轰性能的影响

为了研究火药颗粒在不同介质中的爆轰性能,在火药颗粒空隙中分别均匀填充水、氧化剂溶液、氧化剂凝胶,通过板痕试验及测时仪法研究了不同填充物对火药装药爆轰性能的影响,并与无填充物的装药进行了对比;测试了灌注液的氧平衡对火药装药水下爆炸能量的影响。结果表明,水、氧化剂溶液、氧化剂凝胶等密实介质的加入,有利于爆轰冲击波的成长及传播,装药的爆速逐渐增加。火药颗粒装药中填充含氧化剂的密实介质后,能稳定爆轰并具有良好的爆轰性能,爆速6.4 km·s~(-1)。随着氧平衡的提高,火药装药的水下爆炸能量逐渐增加,总比能量与其氧平衡存在显著的线性关系。与岩石乳化炸药、铵油炸药相比,含火药装药的比冲击波能较高,其值大于1.0 kJ·g~(-1),总比能基本相当。     

气体与液体两相连续旋转爆轰发动机爆轰波传播特性三维数值模拟研究

为了研究气体与液体两相连续旋转爆轰波的传播特性,基于三维守恒元和求解元方法,在圆柱坐标系下采用带化学反应的气体与液体两相爆轰模型,对连续旋转爆轰发动机进行三维数值模拟。通过计算获得了爆轰波起爆及其稳定传播时的流场结构,分析了流场在燃烧室径向方向的变化以及发动机的推力性能,揭示了两相爆轰波的传播特性。研究结果表明：燃烧室内流场结构与文献\[4\]中的实验研究结果定性一致;由于环形燃烧室外壁面的收敛和内壁面的发散,爆轰强度沿着燃烧室的径向方向逐渐增强,实现了爆轰波的自持旋转传播;以汽油为燃料、富氧空气为氧化剂,在填充总压为0.2 MPa、总温为288.15 K、燃料液滴半径为25 μm的条件下,连续旋转爆轰发动机所获得的平均推力约为880 N,爆轰波的传播频率约为4 390 Hz.     

一种两相流点火模型及数值模拟

底排点火具对底排药剂点火的不一致性是引起底部排气弹射程散布的重要因素之一。为了研究导致点火不一致性的因素和揭示点火机理,分析了某155 mm底部排气弹出膛口后点火具对底排药柱二次点火的过程和特点。基于气体—颗粒两相射流理论,提出了一种两相流强化点火模型。该模型综合考虑了纯燃气与两相射流耦合过程,以及固体—气体或液体—气体两相流对固体底排药的热辐射、热对流和热传导复合传热机制。针对底排装置出膛口后的二次点火过程进行了数值模拟,计算得到了底排药剂软化时间和点火延迟时间,数值模拟结果与实验结果基本吻合。该模型对固体火药类似点火过程具有普适性。     

钝感炸药爆轰过程中人为粘性与空间步长的匹配关系

在数值计算平面爆轰波中,当爆轰波达到稳定状态时,数值计算结果要符合Chapm an-Jouguet理论。本文采用修正的JWL产物状态方程和Hybrid反应率,导出了钝感炸药PBX9502的人为粘性系数与空间步长的匹配关系。符合此条件时,爆轰波速度及声速点的状态———压力、密度及内能等符合C-J条件,几乎不受空间步长的影响,这样便可以使网格宽度加宽,利于在实际工程中应用。