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。     

水基灭火装置爆炸抛洒成雾运动特性研究

为了研究爆炸驱动水成雾灭火作用过程,研制一种简易水基爆炸灭火装置。针对4种不同几何尺寸的灭火装置,采用HX-3型高速摄像机记录水雾与柴油火作用全过程。通过研究水基灭火装置爆炸抛洒灭火过程,认为爆炸驱动水抛洒运动分为3个阶段:喷射阶段、过渡阶段和弥漫阶段;理论分析和估算了抛洒过程中水雾的速度、半径以及作用时间;分析了灭火装置几何尺寸因素对抛洒运动特性参数及灭火效果的影响。研究表明,灭火装置的长径比、比药量以及水的质量会对水雾爆炸抛洒过程造成影响。     

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。     

受限空间内新型抑爆装置爆炸抛撒水雾形成过程的研究

讨论的抑爆装置是以爆炸抛撒为原理。在发生火灾或爆炸事故的场所,利用抑制装置内炸药的爆炸作用力,瞬时将抑爆剂抛撒出来,快速形成水雾来封闭整个火焰传播通道,达到衰减压力或抑制火焰传播的目的。该装置与传统的连续喷射水雾系统比较,具有水雾形成速度快,形成水雾体积大的特点。着重分析爆炸抛撒水雾的形成过程。为此,借助计算流体力学商业软件FLUENT,采取两相流理论中的Euler-Euler法（颗粒相拟流体模型）数值模拟了受限空间内,爆炸作用力下水被抛撒、水雾形成和扩散过程。讨论了两种布置方式下水雾的运动状态,给出永雾浓度随时间和空间的发展过程,为进一步提高该装置的抑爆效果提供理论指导。     

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。     

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。     

新型爆炸系统的数值模拟研究

介绍了新型爆炸系统的原理、特性.对点火系统进行了数值模拟研究,并与实测速度进行了比较,二者符合得很好,为系统优化设计提供了理论依据.该系统安全并且可靠,能够满足有关火箭发动机总体的各项技术指标要求.该系统对推进钝感弹药引爆技术,特别是高新技术弹药的发展有重要意义.随着信息技术的发展,它将成为最先进的引爆系统.     

高速运动液体燃料爆炸抛撒模型的建立

高速运动液体燃料爆炸抛撒模型的建立对数值模拟高速运动液体燃料爆炸抛撒形成的云雾过程具有重要的意义。分析了高速运动的液体燃料爆炸抛撒过程,建立了包含液滴蒸发、破碎、碰撞聚合等作用的物理数学模型。用高速运动液体燃料爆炸抛撒建立的模型对初速为200m／s、0m／s的燃料空气炸药进行了数值计算。结果表明,静爆所得的云雾场的参数随时间及空间变化与实验数据吻合得很好,证明本模型能比较有效地反映云雾的形成过程。     

爆炸成型模拟弹丸对水介质侵彻的数值仿真

应用大型有限元分析软件ANSYS／LS-DYNA,对爆炸成型模拟钢弹丸侵彻水介质进行了数值仿真计算,分析了形状和人水速度对弹丸侵彻性能的影响。给出了弹丸水中运动速度衰减规律,为下一步设计能形成较好水下弹道特性和侵彻效果的鱼雷战斗部装药结构提供参考。     

高压水射流破碎炸药过程数值模拟

为把高压水射流技术运用到报废弹药处理工程实际中,采用数值模拟的方法,对高压水射流破碎炸药过程进行了研究。建立了以高压水射流速度为输入参数的有限元计算模型,采用拉格朗日(Lagrange)算法和光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)算法,运用DYNA求解器进行了求解,通过炸药压力、温度、反应度分析,对高压水射流破碎炸药过程的安全性进行了研究,并通过失效单元数量分析对高压水射流破碎炸药过程的有效性进行了研究。结果表明,当高压水射流速度低于800 m·s~(-1)时,可采用高压水射流对报废弹药炸药装药进行破碎,并能保证破碎过程的安全性;当高压水射流速度为150～350 m·s~(-1)时,能较高效地进行大截面破碎;当高压水射流速度为400～800 m·s~(-1)时,能高效实现小截面破碎。     

短切碳纤维爆炸分散特征及云团参数变化规律实验研究

针对短切碳纤维爆炸分散过程设计了实验平台,根据爆炸分散不同时期的特点及要求,利用两台高速摄像机同时拍摄,分别以5万帧/s和2000帧/s的帧率记录了壳体破裂过程和云团宏观膨胀过程。通过对爆炸分散全过程序列图像的测量分析,获得了壳体破裂、云团分散成形特征,建立了爆炸分散云团直径、高度和膨胀速度随时间变化曲线。四种相似结构弹体在相同装填参数条件下爆炸分散的高速摄像记录与分析表明,短切碳纤维爆炸分散过程主要经历了壳体破裂、射流喷出、云团膨胀和湍流混合四个阶段,且分散过程遵循相似的规律,初始云团直径分别与弹体直径、碳纤维装填量的3次方根呈线性关系,初始云团高度与弹体高度呈二次多项式关系。     

多弹头爆炸成形弹丸数值仿真及发散角影响因素

为提高爆炸成形弹丸(EFP)对装甲目标的毁伤效果,设计了一种可以产生多个弹丸的爆炸成形弹丸( MEFP)装药结构,并采用LS-DYNA 3D程序对这种MEFP的成形过程及影响因素进行数值仿真研究。研究表明,MEFP所形成弹丸的发散角与填充物压制密度、相邻子装药间距以及同步起爆时差有关。一般而言,填充物压制密度越小、相邻子装药间距越大,以及各子装药间同步起爆时差越小都将有利于减小弹丸的发散角。     

破片对带壳装药冲击起爆的数值仿真

针对弹药可能会受到多发破片的撞击作用影响,对单个和多个破片撞击带壳装药的侵彻效果进行仿真。 运用Autodyn-3D 软件建立有限元模型,模拟不同形状的单破片及双破片撞击带壳装药、冲击起爆夹层炸药的过程, 计算其撞击带壳装药的阈值速度,并分析两破片不同间距对冲击带壳装药响应程度的影响,得出不同情况下冲击起 爆带壳装药的阈值速度和变化规律。结果表明：直径、阈值速度和双破片的间距对带壳装药的冲击起爆有一定的影 响,随着间距的增大,压力峰值减小,衰减变快。     

一种双模式战斗部成形过程及破片发散角影响因素分析

为实现弹药的一弹多用,设计了一种在爆炸成形弹丸结构前适当位置安装一个可抛掷的十字形切割网罩的可选择作用/双模式战斗部装药结构。采用LS-DYNA3D程序,对药型罩经过切割网罩形成多个破片的过程及影响因素进行了数值仿真研究,仿真结果与试验结果吻合得较好。研究表明:该装药结构能形成5片具有一定质量和方向性、速度达到1 500~1 800 m/s的破片;破片的形成和发散角α与切割金属丝的直径D、材料密度,ρ以及它与药型罩之间的距离d有关。一般而言,α随着D的增大而增大,ρ越大越有利于切割但对α影响不大,而d则需在一定的范围之内才能形成理想的破片,并存在一个最佳值。     

平面夹层炸药对杆式侵彻体干扰的数值模拟

为了分析平面夹层炸药对杆式侵彻体侵彻能力的干扰机理,采用三维有限元程序(LS-DYNA)分别模拟了不同入射角度杆式侵彻体侵彻放有平面夹层炸药的靶板过程,并和无炸药情况进行了对比分析,发现侵彻体穿过夹层炸药后,端部出现明显的弯曲现象,弯曲部分的长度随着入射角度增大而增大;弯曲的彻体侵彻主靶板时,弹坑直径增大,侵彻路径发生偏转,对靶板的侵彻能力减小,减小幅度随着入射角度的增大而增大.     

云爆燃料分散过程窜火机理的数值模拟

为探索云爆过程窜火现象的物理机制,以环氧丙烷为云爆装药,基于流体力学理论,使用数值模拟软件Ansys对2 kg云爆装置燃料分散过程进行数值模拟,研究燃料分散过程中云雾在驱动和热载荷下的耦合作用;研究耦合作用下云雾的点火条件。结果表明:中心装药量对于云爆装置的窜火具有明显影响,中心装药起爆后产生高温高压推动燃料分散,由于热传导及热辐射机理,在燃料扩散形成的云雾场中同样存在温度场与压力场,云雾场温度高于燃料自燃点,浓度位于燃料爆炸极限区间内时即发生窜火。对2 kg云爆装置的数值模拟表明,发生窜火的位置一般位于云爆装置顶部0.01~0.25 m附近,窜火时间集中在燃料开始分散后的1~5 ms。     

平面夹层炸药对射流干扰的数值模拟

采用三维有限元程序( LS-DYNA)模拟了射流以不同入射角侵彻装有平面夹层炸药的靶板过程,并和无平面夹层炸药情况进行了对比分析,发现平面夹层炸药爆炸后,运动的面板和背板对射流有严重的干扰和切割效应,使射流偏转、弯曲、着靶点分散,导致侵彻能力下降。对于垂直侵彻,干扰不明显。对于斜侵彻情况,平面夹层炸药结构使射流的侵彻能力下降约58%～75%,干扰程度随入射角的增大而呈递增趋势。