空气与土中爆炸波模拟装置的数值分析

用常规炸药爆炸模拟核爆空气冲击波时,起爆药量、起爆次数、延时起爆时间间隔以及管道长度等都将影响所产生的冲击波波形.本文通过数值计算的方法,对以上影响因素进行数值分析表明多次起爆可以延长冲击波正压作用时间,合理地考虑各种相关因素可以得到比较理想的冲击波波形.     

长持时爆炸冲击波产生方法

不同持时的爆炸冲击波对建筑结构及防护工程的作用显著不同,在试验或数值模拟中常需要得到长持时爆炸冲击波,延长爆炸冲击波正压作用时间是研究长持时爆炸荷载下结构响应的难点。在AUTODYN中建立长筒爆室小当量炸药多点延时起爆模型,分析爆炸冲击波在长筒爆室中的传播规律,研究管道长度、延时起爆时差、起爆顺序对冲击波波形的影响。结果表明：距离增加,超压峰值减小、正压持续时间增加;根据炸药量和爆室长度合理地选择起爆时差可以获得波形丰满且连续衰减的超压时程曲线;爆室底部起爆、合理控制延时间隔,可以形成类似于大当量远距离爆炸下产生的连续衰减的长持时冲击波。分别给出100、200 ms爆炸持时起爆方案,为长持时爆炸模拟装置的设计提供技术支持。     

聚能装药环形起爆数值模拟

为了提高聚能装药的射流速度,利用LS-DYNA软件对聚能装药带有副药柱隔板和环形装药起爆的情况进行了数值模拟,并分别对其波形调整过程以及射流形成的数值模拟结果进行了对比分析.研究结果表明：爆轰波形的控制在聚能装药中具有非常重要的作用;良好的爆轰波形有助于提高聚能破甲战斗部的破甲威力和破甲的稳定性;环起爆形成的射流速度随着起爆环直径的增加,射流的速度由点起爆的6380 m/s增加到8531 m/s;环形装药起爆条件能有效提高聚能装药的威力.     

挡墙对冲击波削弱作用的数值分析

基于任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrange-Euler,ALE)算法,采用有限元软件AutoDyn对TNT炸药地面起爆后,爆炸冲击波遇到挡墙时的传播及挡墙对冲击波的削弱作用进行了三维数值分析.分析了爆炸冲击波遇到挡墙后的反射、绕射及绕射后汇聚的全过程,并通过改变炸药比距离、挡墙尺寸分析了其对冲击波的削弱作用.结果表明:在挡墙作用下,挡墙背面冲击波峰值到达时间将被延长,相对于自由空气中挡墙背面的压力峰值将大大减小;在挡墙高度一定的情况下,其宽度越宽,对冲击波的削弱作用越强,但当挡墙高宽比H/B≤0.25时,挡墙宽度的影响将会很小.     

HMX 粒度对 HMX/F2641 冲击波起爆感度的影响研究

目的研究主体炸药 HMX 粒度对 HMX/F2641 冲击波起爆感度的影响. 方法采用小隔板试验测定不同粒度下传爆药 (HMX∶F2641 料比=95∶5) 的冲击波感度,并进行理论分析. 结果给出了不同粒度下传爆药的冲击波感度值,冲击波感度值以 50% 起爆对应的隔板值表示. 结论主体炸药粒度对传爆药的冲击波起爆感度具有显著影响. 在中等密度条件下,传爆药冲击波感度随主体炸药粒度的减小而降低,表明中等密度条件下 HMX/F2641 冲击波感度随主体炸药 HMX 粒度的减小而降低.     

不同类型射流起爆爆震波特性的数值研究

为了研究不同类型射流对起爆特性的影响,对3种不同类型射流起爆主爆震室中丙烷/空气可燃混合气体的过程进行了数值模拟。结果表明,现有计算条件下,亚声速射流不能在主爆震室中起爆爆震波,而超声速射流和爆震射流能够成功起爆;爆震射流的起爆时间和距离都比超声速热射流的要小;在爆震射流的起爆过程中,爆震射流的形成占用了绝大多数的时间,因此对形成爆震射流这一阶段进行有效的改进将可以减少主爆震管的总起爆时间。     

舱室结构对炸药内爆响应特性的数值模拟研究

为研究炸药在舰船舱室内爆炸的毁伤作用效果,利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立带有加强筋结构的典型单舱室模型,采用流固耦合算法模拟舱室内爆下冲击波的传播和舱壁的结构响应,分析不同炸药质量与起爆位置对舱室壁的影响.研究表明:在冲击波作用下,舱壁中心相比角隅处的变形更为严重;舱室角隅处容易引起冲击波的汇聚叠加,汇...     

HMX粒度对HMX／F2641冲击波起爆感度的影响研究

目的 研究主体炸药ＨＭＸ粒度对ＨＭＸ／Ｆ２６４１冲击波起爆感度的影响，方法 采用小隔板试验测定不同粒度下传爆药（ＨＭＸ，Ｆ２６４１料比＝９５：５）的冲击波感度，并进行理论分析，结果 给出了不同粒度下传爆楷的冲击波感度值，冲击波感度值以５０％起爆对应的隔板值表示，结论 主体炸药粒度对传爆药的冲击波起爆感度具有显著影响，在中等密度条件下，传爆药冲击波感度随主体药粒度的减小而降低，表明中等密度条件下ＨＭ     

非均质炸药冲击起爆的临界判据研究

本文通过分析炸药内部侧向能量分配对热点能量传播的影响，提出了面积效应系数，纠正了以往判据中的不科学性，得到了更合理的透射冲击波起爆判据，并对透射冲击波起爆过程中爆轰界面的关键参数ｐ（ｔ）关系进行了推导     

两点爆炸冲击波对冰的破坏效应的仿真分析

为研究两点水下爆炸冲击波对冰体的破坏效应,基于ANSYS/Ls-dyna仿真软件,分析了同时起爆的情况下相间距对冲击波破坏冰体的影响,并与单点爆炸情况进行冲击波峰值压力对比.通过分析冲击波压力和破坏面形状,得出:在两点同时起爆的情况下,冲击波发生叠加,冲击波压力比单点爆炸的冲击波压力大,破坏效果好;相间距过小时冰体破坏面中间部分过于突出,相间距过大时冰体破坏面中部区域变小,甚至消失;最优相间距应为单点爆炸时冰体破坏面直径的0.91倍.     

Numerical simulation for explosion wave propagation of combustible mixture gas

A two-dimensional multi-material code was indigenously developed to investigate the effects of duct boundary conditions and ignition positions on the propagation law of explosion wave for hydrogen and methane-based combustible mixture gas. In the code,Young’s technique was employed to track the interface between the explosion products and air,and combustible function model was adopted to simulate ignition process. The code was employed to study explosion flow field inside and outside the duct and to obtain peak pressures in different boundary conditions and ignition positions. Numerical results suggest that during the propagation in a duct,for point initiation,the curvature of spherical wave front gradually decreases and evolves into plane wave. Due to the multiple reflections on the duct wall,multi-peak values appear on pressure—time curve,and peak pressure strongly relies on the duct boundary conditions and ignition position. When explosive wave reaches the exit of the duct,explosion products expand outward and forms shock wave in air. Multiple rarefaction waves also occur and propagate upstream along the duct to decrease the pressure in the duct. The results are in agreement with one-dimensional isentropic gas flow theory of the explosion products,and indicate that the ignition model and multi-material interface treatment method are feasible.     

Investigation on the Determination of Initial Shock Pressure at Near Interface Field of TNT Charge and Water for Underwater Explosion

There are few report on the directly measurement of the initial shock pressure of explosive charge at its interface of water for underwater explosion. The special technologies have been taken to the measurement system with manganin piezoresistive gauge （PRG） in order to measure the initial shock pressure at the interface and its near field of TNT chare and water. The free-holding PRG film gauge can directly determine the shock peak pressure at the interface and near field of TNT charge up to 12.85 GPa, which is satisfying for the good agreement to the 12.97 GPa with one dimensional theoretical analysis and 12.86 GPa with numerical simulation. The maximum discrepancy is 0.93 %. The results show that it is precise and reliable to determine the initial shock pressure of underwater explosion charge with the PRG technology.     

点火延迟时间对铝粉爆炸压力的影响研究

在实验室自行设计的水平管道式粉尘爆炸装置中,利用高压电极点火,在不同点火延迟时间对3种粒度铝粉的爆炸压力进行了实验研究.结果表明:随着点火延迟时间的增大,铝粉的最大爆炸压力和最大压力上升速率先增大后减小;存在一个最佳点火延迟时间使得最大爆炸压力和最大压力上升速率的值最大.而且铝粉粒度越大,最佳点火延迟时间越小.同时,还存在一个可爆延迟时间范围,随着铝粉粒度的改变,该延迟时间范围也会发生相应的变化.最后,从理论上对实验结果进行了定性分析.     

影响某延时点火具作用时间因素的试验研究

在某延时点火具结构确定条件下,通过不同装药量、延期药不同压药压力试验,说明其作用时间是由引燃药段和延期药段决定的,延期药的装药量和压药压力是点火具作用时间的主要影响因素,给出了延期药量和压药压力的控制范围.     

用快速压缩机研究异辛烷燃料均质压燃的燃烧特性

利用快速压缩机研究了混合气浓度和进气温度对异辛烷均质压燃燃烧特性的影响。试验表明:随着进气温度的升高,燃烧始点提前,燃烧持续期缩短,最高燃烧温度升高,最大燃烧放热率增加,最大压力升高率增大,最大压力升高率出现时刻提前;随着可燃混合气过量空气系数的增加,燃烧始点延迟,着火温度升高,燃料的最高燃烧温度降低,最大放热率降低,最大压力升高率降低,最大压力升高率出现时刻延迟,燃烧持续期增加。     

矿井乏风瓦斯点火延迟时间的数值模拟

运用Chemkin程序和GRI-Mech3．0机理,对入射激波诱导下矿井乏风瓦斯点火延迟时间进行数值模拟．首先,根据乏风瓦斯燃烧基元反应敏感性分析,定义CH,峰值出现的时刻为乏风瓦斯的点火延迟时间,然后分别研究瓦斯体积分数、入射激波速度、乏风瓦斯初始温度、初始压力对点火延迟时间的影响．研究结果表明,入射激波速度、乏风瓦斯初始温度、初始压力的增加均会使燃烧温度增加,CH3峰值增加,点火延迟时间缩短,其中入射激波速度的增加缩短点火延迟时间的效果最为显著,乏风瓦斯体积分数变化（0．1％-1．0％）对点火延迟时间的影响较小．     

煤粉—惰性介质混合体系爆炸特性实验研究

为深入认识煤粉—惰性介质混合体系爆炸行为,在Siwek 20 L球形爆炸测试系统内研究了煤粉—惰性介质混合体系的爆炸威力(最大爆炸压力、最大升压速率、燃烧持续时间)、敏感度(爆炸上、下限)和惰性介质的抑爆效力,并重点考察了点火能量、煤粉热值、惰性介质组分、煤粉浓度、煤/惰性介质混合比等因素的影响。结果表明,添加惰性介质能显著降低煤粉爆炸威力,其抑爆效力随点火能量增加而下降,并由此建议采用5～10 kJ点火能量考察惰化效应;煤粉热值增加可显著提高混合体系的爆炸威力;就惰化效应而言,湿分的抑爆效力优于磷酸二氢铵和碳酸钙,而磷酸二氢铵的抑爆效力又优于碳酸钙,其中煤粉完全惰化所需惰化剂量与煤尘浓度密切相关,在200～400 g/m3处有最大值,为"最危险浓度";增加惰性介质添加量可降低爆炸上限,提高爆炸下限,有效压缩煤粉尘可爆浓度范围。研究结果对深入理解粉尘爆炸规律、优化惰化标准,完善测试方法有参考价值。     

Simulation Analysis of Indoor Gas Explosion Damage

The influence factors and process of indoor gas explosion are studied with AutoReaGas explosion simula-tor. The result shows that venting pressure has great influence on the indoor gas explosion damage. The higher the venting pressure is, the more serious the hazard consequence will be. The ignition location has also evident ef-fect on the gas explosion damage. The explosion static overpressure would not cause major injury to person and se-rious damage to structure in the case of low venting pressure (lower than 2 kPa). The high temperature combus-tion after the explosion is the major factor to person injury in indoor gas explosion accidents.     

乙醇燃料均质压燃的燃烧循环变动

在一台由CA6110柴油机改造而成的单缸发动机上进行了乙醇燃料均质压燃燃烧循环变动的研究。结果表明:随着过量空气系数增大,最大燃烧压力、平均指示压力、燃烧持续期的循环变动均增大,燃烧始点的标准偏差减小。随着进气温度的升高,最大燃烧压力升高,而平均指示压力先升高后下降,两者的循环变动均减小,燃烧始点的循环变动增大,燃烧持续期缩短,循环变动减小。引入适量的EGR能显著地改善燃烧速率,降低最大压升率,但EGR过大会使混合气不能稳定、连续地着火燃烧。