爆炸抛撒过程中FAE云雾的运动特性

为研究爆炸抛撒过程中燃料空气炸药(FAE)云雾的发展和变化特征,通过高速摄影观测了不同密度FAE的云雾形成和运动状态,用数值仿真计算了燃料圆柱外表面中心点处质点的速度变化,在距爆心2.5 m处利用光电探测方法测量了云雾相对浓度变化。结果表明:燃料在云雾形成之前的运动主要以射流为主,云雾形成后主要为扩散运动。燃料密度越大,相同时刻云雾扩展直径越大。燃料质点的速度在爆炸抛撒条件下经历先快速增大后缓慢降低的过程,最高速度达到377 m·s-1。在10~80 ms,燃料浓度的变化幅度表现出由大到小的变化,显示抛撒云雾内部的燃料颗粒空间分布具有非均匀性的特点,并且适当延长云雾运动时间,燃料颗粒分布的均匀性可得到有效改善。     

液体燃料云团形成过程的数值仿真

针对液体燃料的爆炸抛散问题，本文建立了物理数学模型来描述气液云雾形成的初期运动和发展过程。对于初期运动（近场），建立一维气相运动模型，同时利用移动边界法处理气、液的接触边界。对于后期的气、液多相混合流动过程（远场），建立二维多相流模型。对爆炸抛散全过程编制了计算程序。数值仿真给出了云雾区内重要参数的分布，计算得到的云雾外形变化与试验结果有较好的一致性。     

液体燃料爆炸抛撒初期的一维数值模拟

在分析液体燃料爆炸抛撒试验结果的基础上,建立爆炸抛撒近场阶段的一维轴对称单相流动的数学模型,给出变质量运动边界的处理方法,并进行编码。数值预测给出耻燃料抛撒近场对内物理量变化的结果。     

爆炸抛撒方式对FAE云雾爆轰特性及威力影响的实验研究

为探讨中心药管和径向药管爆炸抛撒对FAE爆轰特性及威力影响,通过高速录像、压电传感器和红外热像仪记录FAE静爆实验。获得两发50kg PO、1.5kg抛撒装药、两种爆炸抛撒作用下的云雾扩散、火球温度、冲击波超压数据。结果表明,采用中心药管和径向药管爆炸抛撒形成的云雾覆盖面积和起爆形态相差不大;后者在云雾和破片均匀性方面优于前者,火球温度比前者增益约12%,冲击波超压比前者增益约20%~35%。     

V形槽内爆炸抛撒水雾形成过程的数值研究

惰性物质悬浮于空气中形成的云雾（例如水雾）能阻挡或抑制火焰和激波传播，对V形槽内装的水进行爆炸抛撒，以形成一定体积的水雾，能抑制火焰和激波的传播。对此装置的爆炸抛撒水雾形成过程进行数值模拟，计算和试验结果有较好的一致性。     

固体与液体混合燃料抛撒过程数值模拟

固体与液体混合燃料通过爆炸驱动形成燃料空气炸药云团,其爆轰威力在很大程度上取决于云团的状态,云团分布是云爆装置设计的基础。通过数值模拟,研究了固体与液体混合燃料抛撒过程,在Fluent软件的基础上探索了固体与液体混合燃料抛散的数值模拟方法。计算得到的燃料抛撒随时间和空间的扩散过程,其中径向速度、云团范围和湍流过程与实验结果相吻合。研究结果表明,文中建立的数值模型和计算方法能够较好地模拟固体与液体混合燃料的云雾抛散过程,为云爆装置优化设计提供了基础数据。     

二次起爆型云爆战斗部爆炸抛撒过程及毁伤作用

综述了二次起爆型云爆战斗部爆炸抛撒过程及毁伤作用的研究现状,着重对二次起爆型云爆战斗部爆炸抛撒过程、结构参数影响规律、"蹿火"现象、云雾浓度及颗粒尺寸测试、超压及热毁伤作用等研究内容进行了介绍,同时给出了二次起爆型云爆战斗部的发展方向,认为还需要加强对云爆燃料颗粒爆炸抛撒过程以及云雾爆轰能量与目标耦合的研究。     

爆炸水袋长径比对水爆炸抛撒成雾运动特性的影响

采用高速摄像法记录水在爆炸作用下的抛撒过程,研究了不同爆炸水袋长径比对水爆炸抛撒成雾运动的影响.通过对实验记录数据的分析,获得了在不同的长径比条件下,水爆炸抛撒过程中的径向半径、径向速度以及水雾轴向高度与时间的关系曲线,同时还对水雾运动的特性和形状做了定性分析.结果表明:水袋长径比对抛撒水雾的径向半径、轴向高度影响不大,但长径比是影响水雾径向抛撒初速度的重要因素.     

爆炸水袋长径比对水爆炸抛撤成雾运动特性的影响

采用高速摄像法记录水在爆炸作用下的抛撒过程，研究了不同爆炸水袋长径比对水爆炸抛撒成雾运动的影响。通过对实验记录数据的分析，获得了在不同的长径比条件下，水爆炸抛撒过程中的径向半径、径向速度以及水雾轴向高度与时间的关系曲线，同时还对水雾运动的特性和形状做了定性分析。结果表明：水袋长径比对抛撒水雾的径向半径、轴向高度影响不大，但长径比是影响水雾径向抛撒初速度的重要因素。     

战斗部结构优化对燃料抛撒速度的提高

通过建立力学模型，分析燃料空气爆炸战斗部结构对燃料抛撒过程的规律；提出了一种新型的战斗部结构,并通过数值模拟两种战斗部的抛撒过程．对比两种抛撒速度论证了新型战斗部的优化之处。     

中心装药对FAE燃料成雾特性影响的试验分析

为了优化燃料空气炸药(FAE)装置参数,采用高速运动分析系统,观测燃料云雾的分散过程,研究中心装药对燃料云雾体积的影响规律。试验结果表明,燃料空气炸药装置的中心装药起爆后,燃料开始分散,云雾体积逐渐增大。燃料云雾抛散过程和最终体积与中心装药有关,当中心装药能量较小时,燃料云雾最大体积随中心装药能量增大而增大,当中心装药能量达到临界值以后,燃料云雾的最大体积不再随能量增大而增大。     

中心装药对燃料抛散的影响及其空腔效应

中心装药对燃料空气炸药(FAE)装置有重要的影响。利用高速相机测定得到采用耦合装药的FAE装置的抛散速度的最大值为408.5 m·s-1,利用LS-DYNA软件计算得到采用耦合装药的FAE装置的抛散速度的最大值为412.5 m·s-1,误差不足1%,计算方法精确可靠。采用相同的方法对采用不同中心装药方式的FAE装置的燃料抛散速度、中心装药爆炸空腔、空腔内温度进行了计算。结果表明,采用不耦合装药的FAE装置不同位置的抛散速度相差小,约100 m·s-1,速度分布均匀,燃料利用率高;爆炸空腔半径在端部处缩小1/3左右,呈现出中间大,两端小的分布,使二次起爆药包的安装位置有更多选择。同时,与采用耦合中心装药的FAE装置相比,不耦合中心装药的FAE装置爆炸空腔内的温度衰减较快,安全性更好。     

铝粉对FAE爆轰性能影响的研究

采用VLWR状态方程及其程序计算环氧丙烷/铝粉燃料的FAE爆轰参数.结果表明,铝粉配比的增加能提高FAE爆轰参数,但配比过高不利于燃料分散,导致单位质量的燃料在空气中覆盖范围的降低,反而影响FAE战斗部的威力性能.同时,铝粉颗粒的直径对燃料空气炸药作功能力和反应时间有一定的影响.     

炸药裂缝中的对流燃烧现象实验研究

为研究高能炸药裂缝中燃烧演化规律,加深对武器装药意外点火后发生高烈度反应复杂力学-热学-化学耦合过程的机理性认识,采用热点火方式结合高速摄影、压力测量等测试技术,对奥克托今基JO-9159粘结炸药预置裂缝中燃烧演化过程开展实验观测。结合气动壅塞理论分析了裂缝宽度对燃烧演化的影响。结果表明：在较强约束条件下,炸药内部亚毫米宽度的裂缝燃烧能够产生超过200 MPa的压力,火焰传播速度超过600 m/s;裂缝宽度越大,装置解体前燃烧产生的峰值压力越低,对流燃烧传播速度越快。     

几种典型燃料空气炸药威力性能研究

采用VLW状态方程及其程序对燃料空气炸药（FAE）爆压进行计算,并引入云雾威力因子,结合试验,研究了典型液态燃料和固液混合燃料配方对FAE爆轰威力性能的影响规律。计算与实验结果相吻合。