爆炸型烟幕弹遮蔽效能仿真研究

传统的烟幕仿真方法通常使用假定风场均匀稳定的高斯模型或者拉赫特曼扩散理论,这些方法忽略了实际大气边界层复杂多变的特点。为了解决这一问题,建立一个基于计算流体力学（CFD）方法的爆炸型烟幕弹遮蔽效能仿真模型。运用拉格朗日方法,基于在椭球体内均匀生成随机粒子的方法构建初始云团。分析烟剂燃烧放热对初始云团的热力效应,结合CFD方法和离散相模型对烟幕粒子的扩散进行模拟,得到烟幕质量浓度的时空分布。通过计算面密度得到烟幕对可见光的有效遮蔽区域。效能仿真结果与试验结果和拉赫特曼模式结果对比,证明了该模型的有效性,表明烟幕弹遮蔽效能仿真模型在爆炸型烟幕弹的前期扩散阶段较好地反映了烟幕形状及长度、高度的变化规律。     

基于CFD方法的红外烟幕干扰性能研究

采用计算流体力学方法对一平坦开阔地域的风场进行数值模拟,运用离散相模型对红外烟幕在该区域的扩散进行计算,得到了红外烟幕质量浓度的三维空间分布,并由Lambert-Beer定律计算出红外烟幕在跨风方向上的有效遮蔽区域,研究了风速对于红外烟幕遮蔽区域的影响规律。     

防暴弹室内爆炸扩散试验及刺激剂浓度预测

为研究室内环境中不同初始风场条件对刺激剂防暴弹威力效能的影响,在尺寸为10.9 m×9.1 m×3.28 m的平房内开展了三种不同送风速度下(1.0 m/s、1.2 m/s和1.5 m/s)OC刺激剂防暴弹的爆炸扩散试验.首先在室内空间中布置36个采样点,采用智能多路气体采样器采集刺激剂并计算采样点浓度.接着对不同风速、不同时间、不同空间位置的试验浓度数据进行分析,从而得到爆炸后刺激剂浓度在时空中的分布规律及其在不同送风条件下的影响规律.可得到如下结论:刺激剂在爆炸作用下形成的气溶胶会受到室内风场的影响呈现浓度差,浓度由上风口至下风口逐渐升高;刺激剂气溶胶颗粒受重力影响向低处聚集,室内低处刺激剂浓度较高;初始流场的风速大小对刺激剂气溶胶颗粒扩散效果影响较大,一定范围内,风速越大刺激剂扩散速度越快.在此基础上,以试验数据作为训练样本,采用BP神经网络方法建立了1.0～1.5 m/s速度范围内的浓度预测模型.通过对比试验数据得到该模型预测误差为5％,并应用该模型开展了相关预测,结果表明:在送风速度为1.0～1.5 m/s的范围内,测点的浓度值随风速的增加而基本呈线性降低,且高度1.5 m的测点浓度值高于高度为0.5 m的测点,2.5 m高度处的测点浓度最低.