爆炸法加固黄土地基数值模拟

爆炸加固法是一种快速有效的地基处理方法。应用ANSYS/LS-DYNA有限元程序对条形装药黄土地基中爆炸过程进行了三维数值模拟,发现在6000μs爆炸空腔已基本稳定,条形装药爆炸产生的压力波以水平方向传播为主,装药中垂线方向爆炸产生的峰值压力与离中垂线距离呈负对数关系,土的有效影响范围半径大约为爆炸后形成的空腔半径的4倍。条形装药黄土地基中爆炸的试验表明,爆炸加固法处理效果较好,试验结果与数值模拟结果基本吻合。     

通过爆破漏斗模拟试验求算装药量

根据利文斯顿爆破漏斗理论，以最佳单位耗药量不变为原则，探讨通过小药量下爆破漏斗模拟试验求解球状药包、柱状药包和条形药包爆破时的药量计算方法。     

不同切缝管材质下切缝药包爆炸冲击波传播特性研究

综合采用高速纹影实验系统和空气冲击波超压测试系统,对不锈钢管、PVC管、有机玻璃管材质的切缝药包爆炸冲击波与爆生气体的传播机制进行探讨研究,同时捕捉了沿切缝方向与垂直切缝方向的空气冲击波超压.结果表明:3种切缝管材质下爆炸冲击波与爆生气体的扩展形态基本相同,都保持着高度对称的形态.爆炸冲击波和爆生气体都是优先从切缝管中向外传播,这一特性不受切缝管材质的影响,爆炸冲击波优先沿切缝方向扩展,爆生气体主要沿切缝方向扩展.等距离对比分析3种材质的切缝药包空气冲击波超压,不锈钢管材质的切缝药包沿切缝方向与垂直切缝方向的超压比值最大,有机玻璃管的超压比值最小.数值模拟得出了切缝药包近区爆炸波动场的变化规律,与纹影实验结果在形态上基本一致.     

离心式超细空气分级机内腔流场分析

采用ｋ－ε双方程湍流模型处理分级机内腔气流场问题,参照ＰＨＯＥＮＩＣＳ计算流体力学程序,对分级机内腔的气流场进行数值计算。并将数值计算结果与五孔球形探针的测量结果相比较。绘制分级机内腔气流场中三维速度、压力分布的数值计算结果与五孔球形探针测量结果的比较图谱。结果表明,测量流场的速度、压力分布与数值计算值吻合较好,从而说明数值计算的流体力学模型是合适的。     

平焰燃烧三维热态速度场的数值模拟

对试验炉型的平焰燃烧器速度场进行了冷态实验、冷态数值模拟,分析并验证了实验和数值模拟结果中速度场变化趋势的一致性和数值模拟结果的实用性。采用相同的模型,对加热炉内平焰燃烧的热态三维速度场进行了计算,分析了主燃烧区域轴向速度、径向速度和切向速度的变化规律,得出了热态速度分量的最大值沿射流方向衰减的无因次分布曲线。     

用电阻应变传感器测定柱状药包爆轰压力的近似值

柱状药包置于一个盛满水的小薄壁圆柱筒的中央进行爆炸，药包中传播的爆轰波与水相互作用，在水中产生爆炸应力波，应力波从水中透射到圆筒，使得圆筒产生环向变形；用超动态应变测试系统测定圆筒外壁上的环向爆炸应变波，根据应变波的峰值与爆轰压力之间的关系，可以确定柱状中空药包爆轰压力的近似值，本文介绍了测试方法及测定结果。     

圆筒结构水下爆炸数值实验研究

采用大型有限元计算软件ANSYS／LS－DYNA对圆筒结构水下爆炸进行数值实验研究，对流场边界的约束进行讨论，并提出人工边界在确定边界约束上的应用。数据实验的计算结果与海军工程大学的圆筒结构水下爆炸的试验数据进行对比分析，得出用在一定范围内ANSYS／LS－DYNA有限元计算软件计算水下爆炸是可行的。     

基于ABAQUS软件的舰船水下爆炸研究

通过数值手段研究水下爆炸气泡脉动载荷作用下的舰船船体总强度.文中应用国际上通用的有限元程序ABAQUS中的声固耦合算法模拟分析了舰船受水下爆炸气泡脉动载荷作用的总体响应;通过大量的数值模拟计算,分析和总结了药包在舰船附近以不同位置、给定深度、不同装药量爆炸时气泡脉动载荷对船体总纵强度的影响,得出了一些有规律性的曲线;并校核了典型工况下气泡脉动载荷以及气泡脉动载荷和波浪载荷联合作用下船体的总纵强度.计算结果表明:校核船体在气泡脉动载荷作用下的总纵强度的同时必须计入波浪载荷的影响,对相关理论研究和工程计算有一定参考价值.     

无限大转动圆盘的数值模拟及其收敛策略

采用数值模拟的方法对转动圆盘进行计算.为了克服计算过程中迭代发散的问题,将转动圆盘作为非定常流动进行计算,待计算到一定时间后,边界层速度场基本形成,再将所计算的非定常流场的结果作为定常流动的初始流场进行计算,从而使收敛过程稳定,有效的避免了计算发散.最后将数值模拟的结果和精确解的结果进行了比较,发现数值模拟结果与精确解相吻合.     

水下爆炸气泡与波浪载荷联合作用下的船体响应

应用国际上通用的有限元程序ABAQUS中的声固耦合算法模拟分析了舰船受爆炸载荷作用的整个过程,包括冲击波载荷作用和气泡脉动引起的脉动载荷作用.通过大量的数值模拟计算,分析和总结了药包在舰船附近以不同位置、不同深度、不同装药量爆炸时气泡脉动载荷对船体总纵强度的影响,得出了一些有规律性的曲线,并校核了典型工况下气泡脉动载荷以及气泡脉动载荷和波浪载荷联合作用下船体的总纵强度.计算结果表明:校核船体在气泡脉动载荷作用下的总纵强度的同时必须计人波浪载荷的影响,该结果对相关理论研究和工程计算具有一定参考价值.     

矩形方腔湍流自然对流数值模拟研究

利用Lam—Bremhorst低雷诺数湍流模型,对流项差分格式采用QUICK格式,结合非稳态计算方法,对矩形方腔自然对流问题进行了数值模拟研完。计算结果表明：随着时间的推进,流场逐渐稳定,最后趋于定常;将最终稳定的速度场与实验和大涡模拟结果进行比较,发现数值模拟能准确地预测出速度场、温度场以及湍动能场。     

常压高速氮气淬火过程流场边界条件的测定及速度场数值模拟

常压高速氮气淬火是利用高速氮气对工件进行快速冷却的工艺,通过淬火冷却设备流场边界条件实验,得到了不同工况下淬火冷却设备的流场边界条件,建立了淬火冷却设备的三维流场模型以及网格模型,根据有限体积法,结合边界条件实验结果进行了三维湍流速度场的数值计算,并将速度场计算结果与边界条件实验结果进行了对比分析研究.研究结果表明,淬火冷却设备中氮气的流场在淬火开始瞬间是定常、不可压缩湍流场,工件的加入会影响氮气的速度场的分布,数值模拟得到的结果与实测值比较吻合.     

水下爆炸冲击波数值模拟中的参数影响

为提高数值模拟水下爆炸冲击波的精度,研究了状态方程、网格密度、人工粘性对数值模拟的影响．以球形药包为例,采用有限元程序MSC．Dytran进行数值模拟,将结果与经验公式对比,分析了各参数的影响作用．结果表明,状态方程的形式对结果影响不大,而网格密度有很大影响．为确定最佳的网格密度,定义了一个描述网格密度的无因次量,并给出了不同药量时最佳无因次网格密度的范围．人工粘性能够较好地抑制冲击波压力计算中出现的数值振荡,但同时也引起了冲击波峰值的衰减．调整水的状态方程的系数,能够在保证数值模拟效果的同时,减少水域中的单元数量。     

爆破破岩机理的实验研究

通过实验研究了在耦合装药及药包总爆炸能（Ｅ）大致相同的情况下，冲击能力（Ｅ）与膨胀能（Ｅｂ）之间分配比例铁变化，对爆炸应力波峰值及介质破碎质量带来的影响。实验结果表明，柱状药包爆炸时，在介质中先后产生原生爆炸应力波和次生爆炸应力波，前者与Ｅｂ的作用密切相关，后者与Ｅｂ的作用直接相关；介质破碎块度分布主要取决于这两个应力波共同作用的结果。据此，作者提出了原生爆炸应力波，次生爆炸应力波与介质中存在的缺     

液力变矩器轴向力的CFD计算与分析

为准确计算液力变矩器轴向力,提出了基于三维流场数值解的变矩器轴向力计算方法。计算中,利用CFD软件对液力变矩器三维流动控制方程进行数值求解,在数值模拟得到的变矩器内流场速度、压力数值解的基础上,进行轴向力计算。将新的轴向力计算方法应用于变矩器实例,将其计算结果分别与传统方法计算结果以及实验结果进行对比后可知,新方法计算误差明显减小。     

猫头山硐室爆破实践

介绍猫头山50t级条形药包与集中药包相结合的硐室爆破的设计和施工方法。     

舰载飞机发动机喷流速度场研究

为了研究舰载飞机发动机喷流速度场的分布特性,提出了一种新的飞机发动机喷流场的计算模型,并将其应用于某型发动机喷流场的计算,分析了该型发动机尾喷口射流的极点位置、转折点位置和速度分布规律等影响发动机性能的关键参数.根据所建立的新型数学模型,编制了数值预报程序.将针对某型发动机的计算结果和旧的数学模型计算结果进行了比较,从2种数学模型的计算结果与试验结果的对比、分析可以看出,新型计算模型可以更好地模拟发动机喷流场的速度分布规律.该方法可以用于评估发动机的主要性能参数,研究其喷流场对飞机自身以及周围环境的影响.     

类条形药包在高山大爆破中的应用

以清理LJ矿竖井平台为例,介绍了类条形药包在高山大爆破中的应用,并给出了爆破网路中各部分设计系数选取的方法。     

螺旋桨尾流场的数值分析

为了研究螺旋桨尾流场的分布规律,用数值方法计算了螺旋桨的扰动速度.在质量守恒定理和动量守恒定理的基础上建立不可压缩流体的控制方程.在数值计算过程中,采用了湍流模型和SIMPLEC算法,分析了螺旋桨的推力、扭矩以及表面压力分布情况.对螺旋桨的尾流场进行了数值计算,给出了在不同进速时螺旋桨诱导的径向、周向以及轴向诱导速度.分析了螺旋桨诱导速度的分布规律及其和进速系数之间的关系.从计算结果可以看出,进速系数越大,螺旋桨自身形状对其诱导流场的影响越大;进速系数越小,螺旋桨转速对其诱导速度影响越大.     

爆炸场可视化

目的将爆炸场可视化并设计一个切实可行的软件工具分析爆炸场. 方法提出一个理想的带防护墙的二维爆炸场模型,该模型用MMIC程序进行数值模拟. 模拟输出的物理数据经过规范化、编码、映射和显示等处理之后转化成DIB位图图像数据. 程序设计采用了面向对象方法. 结果与结论利用该工具,可视化了带防护墙的二维爆炸场,从中可观察到爆炸场的概貌以及冲击波传播的一些细节,如反射、绕流和马赫反射等.