冲击波在有机玻璃中输入和传播规律研究

采用自制的锰铜压阻法试验装置,测定了有机玻璃隔板内不同传播距离处的冲击波压力,并对试验结果进行了指数拟合.为了验证试验结果,首先进行了理论分析.对隔板中的冲击波初始压力进行了预估,然后采用动力学程序对该过程进行了数值模拟.得到了有机玻璃隔板中的冲击波初始压力和传播规律.计算结果与试验结果吻合良好,说明了试验装置与试验方法的科学性和可靠性.从而为冲击波感度试验的计量研究提供了必要的技术保障.     

爆轰冲击波在有机隔板中衰减模型的研究

运用冲击动力学理论建立了爆轰冲击波在有机隔板中衰减规律的数学模型,利用该模型通过测试试验对爆轰冲击波压力在有机隔板中衰减规律进行数值拟合,结果表明爆轰冲击波压力在有机隔板中衰减呈指数关系,并给出了衰减关系数学模型及衰减参数．     

加速老化对JH-14性能的影响试验和数值模拟

为了解老化过程对传爆药爆炸和安全性能的影响,将JH-14药柱放置于71℃、空气环境中恒温加热0 d、4 d、19 d、38d和76 d,用板痕试验检验了老化前后JH-14的起爆能力。通过SSGT小隔板试验测试了不同试样的冲击波感度。利用AUTODYN模拟施主炸药产生的冲击波在有机玻璃隔板中的衰减规律。试验和计算结果表明:老化前后试样的起爆能力没有显著变化,不同老化时间试样的临界起爆隔板厚度分别为6.9 mm、7.0 mm、7.5 mm、8.1 mm和7.8 mm,隔板中对应的冲击波超压分别为2.91 GPa、2.85 GPa、2.60 GPa、2.40 GPa和2.50 GPa,试样的直径和高度都随老化时间的增加而增加,说明冲击波感度的变化主要是药柱密度的微小改变造成的。     

闪光爆震弹冲击波效应模拟

为对闪光爆震弹的非致命效应进行评估,基于多物质的ALE有限元法,运用有限元软件ANSYS/LSDYNA,对闪光爆震弹冲击波效应进行了数值模拟.运用PREPOST处理工具和Matlab仿真软件,对仿真结果和实验数据进行了可视化处理分析,得到了闪光爆震弹冲击波超压随距离的衰减规律,提出了闪光爆震弹的冲击波安全半径的理论分析方法.研究表明:数值模拟结果与实验测试结果基本一致,验证了数值模型和参数选取的合理性,为闪光爆震弹的安全性研究及设计改进提供了重要的参考依据.     

冲击波阵面几何扰动衰减特性及材料强度效应研究

非理想球面冲击波的几何整形问题是强冲击动力学研究的关键问题之一,因此研究冲击波阵面几何扰动的衰减特性与金属材料的动力学性质之间的关系成为冲击波物理研究领域的一个重要课题.利用二维有限差分方法数值再现飞片碰撞扰动实验,得到金属铝中冲击波振面扰动随传播距离演化的全过程.利用数值模拟发现金属铝的屈服强度对扰动衰减曲线上的2个特征点非常敏感,即零相位点和最大反向点,给出他们之间的定量关联.数值分析结果为飞片碰撞扰动方法研究材料的强度效应提供合理的理论支持,并提供一个研究材料强度效应的新思路.     

复杂结构内爆炸冲击波传播的大规模计算方法研究

为研究爆炸冲击波在矿井巷道等复杂地下密闭空间内的传播过程及衰减规律，提出了一种基于数据流的分块续算方法.该方法解决了计算资源的大量浪费问题，实现了大尺寸复杂地下密闭空间内冲击波传播的大规模、高效率、高精度数值模拟.方形坑道内爆过程的数值结果与实验结果基本一致，证明了该计算方法的准确性.标准模型算例全尺寸计算与分块续算数值模拟结果的误差在0.33%以内，且续算方法在给定算例下相比普通全尺寸计算节约了88.68%的计算核时，证明该方法不仅能保证计算过程的准确性，而且还极大地提高了计算效率.同时，对一个包含长方体型工房和圆柱形分叉泄压洞的大尺寸复杂结构内的爆炸问题进行了数值模拟，结果表明：冲击波超压在泄压洞内是以波动衰减的趋势逐渐减小的，且其衰减速度比在自由场的小；T型分流时管道间采用直角交汇或缩小管道直径在一定程度上有利于冲击波超压的衰减.数值模拟结果表明，基于数据流的分块续算方法可用于地下空间等大尺度复杂结构防爆抗爆设计的理论指导.     

隔爆墙后爆炸冲击波绕射与超压分布规律

基于爆炸实验与数值模拟,对爆炸载荷作用下隔爆墙后的冲击波绕射和超压分布规律进行了研究.首先,开展了隔爆墙对爆炸冲击波隔离效应的实验,得到了有/无隔爆墙条件下相同爆距处的冲击波超压时程曲线.在此基础上,采用流体动力学软件AUTODYN对爆炸冲击波的绕射过程进行了数值仿真,通过与实验结果的对比验证了模型的有效性.结合数值模拟和量纲分析,得到了不同爆炸当量、爆距、墙高等参数下隔爆墙后不同区域的冲击波超压分布规律,并给出了隔爆墙后近地面超压峰值的工程计算公式,为隔爆墙的设计和安全评估提供了依据.      

环境温度对超音速氧气射流特性影响的数值模拟

通过数值模拟的方法研究了不同环境温度条件下超音速氧气射流的特性,并与前人的实验结果进行了对比分析.研究结果表明:与低温环境条件相比,高温环境条件下超音速氧气射流的速度衰减受到抑制,射流核心段长度得到延长;不同环境温度条件下,氧气射流的温度随着氧气射流的扩散不断升高,最终趋于环境温度;射流的压力分布趋势与射流速度分布趋势一致.数值模拟得到的射流速度、温度和压力结果与实测值吻合度较高.     

坑道口部爆炸冲击波压力传播规律

坑道口部是防护的重点和难点.利用显式动力学有限元软件,通过合理简化假设,对典型的等截面直墙圆拱坑道口部爆炸的冲击波波动过程进行了数值模拟,形象揭示出坑道中冲击波压力传播规律,即坑道中冲击波压力首先直线上升至最大值,随后由于坑道壁来回反射,出现了与自由大气中理想冲击波指数衰减不同的多个波峰震荡,并得到了峰值压力随距离衰减的模拟结果.再采用相似比为1/5的室外大比例模型,对0.8 kg,0.6 kg和0.4 kg 3种集团装药在坑道口部爆炸的冲击波压力传播规律进行了试验研究,由实测数据拟合出了冲击波峰值压力计算经验公式.结果表明,试验拟合公式与数值模拟及其他经验公式一致性较好,具有一定的工程使用价值.     

烟火药爆炸性能的数值模拟

目的　研究烟火药爆炸性能的数值模拟方法,并将计算结果与有关的实验结果进行对比说明其可行性;方法　采用Ｒｅａｌ软件模拟烟火药在密闭定容条件下的反应情况,得到反映烟火药爆炸性能的冲击波初始参数,而后用ＡｕｔｏＲｅａＧａｓ软件模拟烟火药的冲击波在自由场中传播过程,并根据模拟的冲击波超压曲线,获得了烟火药峰值压力处的ＴＮＴ当量; 结果与结论　模拟规律与实测结果有一定可比性,并总结了计算结果误差存在的原因;