B炸药爆轰波拐角传播的三维数值模拟

为研究B炸药起爆后爆轰波在拐角中的传播特性以及拐角爆轰低压流场现象,运用LS-DYNA3D程序对120°,90°,45°三种特定的拐角装药的爆轰波传播现象进行了数值模拟,观察了爆轰波通过拐角的传播过程,讨论了爆轰波波阵面通过拐角后爆速的变化情况.结果表明,爆轰波通过拐角后由于传播面积的变化而产生衰减-增长过程,装药拐角越大,爆轰波通过时越稳定;随着装药拐角的减小,拐角处的波阵面压力、爆速和传播能力都逐渐降低.     

复合结构装药爆轰波爆速与曲率关系的数值模拟

为了研究复合结构中爆轰波传播速度和曲率的关系,利用通用有限元程序AUTODYN对钝感复合装药结构单点起爆的爆轰效应进行了数值模拟。分析说明了不同尺寸的装药结构爆速和曲率的对应变化情况,根据曲面爆轰波曲率和爆速的线性近似关系,描述了复合装药药柱的爆速与曲率的关系方程,并拟合得到了相关参数。     

基于SPH方法的微注射成型数值模拟

基于无网格方法和黏性本构方程,开展微注射成型数值模拟的研究。采用光滑粒子流体动力学的粒子近似法离散N-S 控制方程组,求解速度场、压力场、温度场等物理场的变化规律。以应用于生物医学领域带有细微针头的聚合物微针为例,进行充型过程的数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致。     

大板实验中TATB基炸药爆轰波的传播特征

为研究点起爆条件下TATB基炸药爆轰波传播特征,用双灵敏度激光速度干涉仪(VISAR)对TATB基炸药进行了大板实验研究,并用DYNA2D程序对实验进行了模拟计算.结果表明,大板实验中TATB基炸药爆轰波传播过程中的压力剖面具有"二维结构",且爆轰波传播方向由轴线方向逐渐向半径方向转变.实测铜飞片自由面的速度与计算值相吻合.     

分散药起爆方式控制FAE燃料分散的数值模拟

为初步预示燃料的后期分散效应,运用ANSYS／DYNA3D程序,选择了四种起爆方式数值模拟分散药对FAE炸弹壳体起始阶段的破裂及运动过程。结果表明,分散药起爆方式即爆轰波传播方向对燃料分散有显著的影响,分散药起爆方式在FAE的研究中应受到特别重视。     

气液爆轰的数值模拟与连续边界垂直扰动法

采用高分辨率的 Ｔ Ｖ Ｄ 格式和 Ｍａｃ Ｃｏｒｍ ａｃｋ 格式,对二维轴对称气液两相爆轰进行了数值模拟,研究了爆轰的发展过程以及产生的空气冲击波的传播规律。计算中考虑了燃料液滴的蒸发,液滴边界层的剥离等影响,并采用了作者提出的“压缩波判别人工压缩法”和“ Ｍａｘ Ｅｔａ 方法”。对连续边界的处理,作者提出了“垂直扰动法”,取得了良好的结果。     

新型旋流引射喷嘴数值模拟及结构优化

提出并设计了一种应用于喷雾冷却塔的新型旋流引射喷嘴,利用Fluent软件对喷嘴内部流场进行两相流数值模拟,并实验测量了不同压力下的进水流量和引射空气流量,实验数据与模拟结果具有较高的吻合度,最大相对误差低于10%,验证了数值模拟的准确性。随后利用该方法得到了不同结构参数下喷嘴内部流场的仿真值,重点研究了旋流片螺旋升角、混合管直径和长度以及扩散管长度对喷嘴空气引射性能与流动特性的影响规律,从而对喷嘴结构进行优化。模拟结果表明:为使喷嘴取得最佳的引射性能,同时保证较大的出口速度,旋流片螺旋升角的最优取值范围为35°—45°,混合管直径为2.5—3倍喉嘴直径d,混合管长度为(4.5—7)d,扩散管长度为(1.5—4.5)d。     

气液两相绕流错列管束升力特性的数值模拟

采用混合物模型和RNGk-c紊流模型对气液两相绕流错列圆柱管束升力特性进行了数值模拟。重点研究了节距比、含气率和雷诺数对升力功率谱的影响。结果表明：节距比增大,功率谱峰值增加,节距比为1．5时中间管排出现“双稳态现象”;含气率增加,功率谱峰值减小直至没有峰值,涡街消失;雷诺数增加,功率谱峰值减小;下游圆柱功率谱峰值较中间管排峰值大。模拟结果与实验结果基本吻合,旋涡脱落频率误差为1．03％。     

基于修正Archard模型的聚醚醚酮磨损数值模拟

基于端面摩擦磨损实验,研究了摩擦条件对聚醚醚酮(PEEK)磨损率的影响,并以此建立了PEEK的修正Archard磨损计算模型。结合有限元分析软件与网格自适应处理技术,该磨损计算模型被用于实现PEEK在多种摩擦工况下的仿真与预测模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,说明提出的磨损模型与数值模拟方法的合理性,适用于PEEK在复杂接触条件下的磨损预测。     

Experimental Investigation and Numerical Simulation of an Expanding Multifront Detonation Wave

Results of experimental investigations of an expanding multifront detonation wave are presented. Two stages of spontaneous formation of new disturbances and transverse waves on the expanding detonationwave front are observed. The main mechanisms of reinitiation of detonation waves are discussed. Twodimensional numerical simulation of the dynamics of a multifront detonation wave in a linearly expanding channel is performed. The effect of spontaneous formation of new disturbances and new transverse waves is confirmed by computations, and the main mechanism of multiplication of transverse waves is the instability of detonationwavefront elements at the stage they cease to be in the overdriven state and are attenuated during expansion.     

Numerical Simulation of Detonation Initiation with a Shock Wave Entering a Cloud of Aluminum Particles

Based on the mathematical model of a reacting two-phase medium in the two-velocity, two-temperature approximation, the process of planar shock wave entering a cloud of aluminum particles is numerically studied. The incident shock wave may have either a rectangular or a triangular profile, i.e., it may be accompanied by a rarefaction wave. An analysis of numerical data allowed us to determine conditions of possible establishment of a steady detonation regime in the cloud. Scenarios of initiation and types of detonation flows in the cloud are determined as functions of the amplitude of the incident shock wave and initiation energy. Criteria of detonation initiation for various fractions of particles are obtained, which express the dependence of the energy stored in the shock wave on its Mach number.     

Dependence of the Shape of a Detonation Wave Front on the Detonation Wave Velocity upon Detonation of a Cylindrical Charge

The transition of a system of partial differential equations which describe the stationary flow behind the shock–wave front of a detonation complex upon detonation of a cylindrical charge to a system of ordinary differential equations is performed by means of the series expansion in terms of the radial variable. The necessary equations for determination of the derivatives of solutions with respect to the parameters and the initial conditions for them are formulated. Imposing the condition of continuous extendibility of the solutions leads to equations that allow one to determine the shape of a shock–wave front as a function of wave velocity.     

Divergent Detonation Wave Processes in PBX Based on RDX

In order to characterize the initial phase of the divergent detonation wave in PBX, a hemispheric explosive sample was initiated by a long cylindrical charge of the same explosive. The tested PBX is composed of 85 wt% of RDX and 15 wt% of binder based on HTPB. This PBX‐RDX presents an effective density of 1.57 g/cm³, and a detonation velocity of 7.90 mm/μs.     

偏心起爆战斗部速度增益的数值模拟及实验

为研究偏心起爆子母式战斗部破片速度的增益,运用LS-DYNA对子母式定向战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合.结果表明,与中心起爆相比,在与起爆位置相对的方向上,偏心起爆战斗部增益区的破片速度明屁增加,最大增益可达10.7%.引爆点同侧的破片速度要明显小于引爆点对侧的破片速度,方位角在0°～180°方向上,破片的速度呈递增趋势.     

炸药爆轰波光谱发射率及爆温的虚拟辅助光源反射法测量

依据光学原理,提出了爆轰波光谱发射率及爆温的虚拟辅助光源反射测量方法,克服了单波长或双波长光学测试装置不能同时测量两参量的困难,利用该方法对液体炸药ＮＭ爆轰波光谱发射率及其爆温进行了实验测量,结果与文献报道相吻合。     

基于流管法剩余油分布分析应用方法研究

随着水驱开发油田开发进入高含水期,油田后期开采难度加大,为实现油田的保产稳产需要进行油田的剩余油分布研究从而实现油田进一步的挖潜。采用流管法以实现油田剩余油分布数值模拟研究。建立了一注一采以及反九点法井网概念模型,结合B-L方程求解,绘制了相应概念模型的渗流模板,说明了运用渗流模板进行水驱开发油藏开发效果评价方法。分别分析了一注一采以及反九点法面积井网概念模型饱和度场,与床用数值模拟软件结果进行对比,进一步验证说明流管法进行油田数值模拟研究的可行性。选取某实际区块进行流管法数值模拟研究并且与传统数值模拟方法进行对比分析,说明流管法在进行油田开发剩余油分布分析方面的适用性。