用于真实瞬态流场显示的莫尔偏折法

介绍了一种用于真实瞬态流场显示的莫尔偏折法。它具有口径大，灵敏度高，消除系统误差的特点，适用于流场的显示和定量测试。利用这种方法，成功地获得了真实火箭燃气自由射流和射流冲击场的近场结构莫尔偏折图，高超音速激波风洞中非对称流场的多方向莫尔偏折图。     

基于七孔探针的手持式流场测试与显示技术

为快速方便地获取流场信息,研究一种基于七孔探针的流场测试与显示技术。通过探针获取流场速度信 息,由Optotrak 系统获取探针的位置和姿态信息,进而通过数学工具的插值,将流场进行图形化显示,并利用该技 术在风洞中开展测试实验。实验结果表明：该技术装置结构简单,使用灵活,可快速地获取流场信息,为流场的测 试提供一种新的方法和思路     

欠膨胀喷流对锥体冲击流场激波结构的数值模拟

采用高精度的ＴＶＤ有限体积方法及四步Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ时间进展多步法，数值研究了喷流对锥体冲击流场的激波结构，同时利用“冻结粘性”技巧，减少了计算工作量，加速了迭代收敛。通过改变锥体距喷口的位置，得到了几种不同的激波系统结构，并与自由冲击流场的波系结构进行比较。     

膛口气流速度测量

本文采用一种新的时间序列等离子体示踪方法测量武器膛口流场的高超音速非定常流速度——时间变化规律.详细介绍了使用该测速系统对7.62mm枪的测量结果。     

浮动平台在远场爆炸载荷作用下的冲击响应研究

利用在计算流场的迎爆面直接加载冲击波载荷方法来模拟浮动平台在远场爆炸作用下的冲击响应,该方法弥补了现有有限元仿真软件在远场计算中的不足。把计算结果和试验测量结果进行了对比分析,计算结果与试验值吻合较好。     

中等装药水下爆炸摄像试验装置

一种用于研究水下爆炸的全新试验装置已经被开发出来。该装置设于维多利亚州墨尔本港的平台科学实验室水下爆炸试验场,用光学成像设备拍摄中等装药(1～5 kg)水下爆炸现象。水下爆炸现象拍摄面临很多技术挑战:结构和光学敏感设备强冲击载荷下的防护,光学清水的获得,低光照度高速摄像和大深度实验操控。阐述了成功克服这些困难的方法,选用了0.5 kg的B成分装药进行爆炸试验,拍摄结果和数据分析验证了这些方法的可行性。     

亚微秒内金丝电爆炸的激光探针测试及三维动力学仿真

为了获得亚微秒时间尺度内金丝电爆炸流场的演化规律,采用激光干涉测试技术,对直径为0.04 mm的金丝电爆炸流场膨胀过程进行了实验分析,采用光电探针建立了流场演化过程与放电电流曲线在时间维度上的对应关系;考虑爆发点之后的焦耳热沉积,采用包含能量补充项的JWL状态方程描述金丝电爆炸产物的动力学行为,对金丝电爆炸过程进行了三维动力学仿真研究。结果表明,在储能电容为0.22μF,充电电压为3900 V的条件下,金丝电爆炸产物的最大膨胀速度可达8913 m·s-1,在传播1.63 mm后下降为3000～4000 m·s~(-1),该条件下的最大输出压力大于2.4 GPa;数值模拟结果与试验结果的对比显示,计算所得电爆炸产物传播距离随时间的变化规律与实验结果基本一致,表明采用考虑能量补充项的JWL状态方程能够较好的描述金丝电爆炸产物的动力学行为,电爆炸产物膨胀过程中界面压强和密度的衰减规律能够用多项式函数描述。     

膛口初始流场对火药燃气流场影响的数值研究

枪炮发射时,身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场,它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响,甚至会降低射击精度。因而,研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限体积方法,利用AUSM+格式和分区结构化贴体网格对含有复杂形状弹丸的膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果绘制的计算阴影图与实验阴影照片符合较好。分别计算了有、无初始流场两种条件下的流场发展过程,详细比较讨论了它们的流场结构与参数特征。结果表明枪炮发射时,身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场,它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响,甚至会降低射击精度。因而,研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限体积方法,利用AUSM+格式和分区结构化贴体网格对含有复杂形状弹丸的膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果绘制的计算阴影图与实验阴影照片符合较好。分别计算了有、无初始流场两种条件下的流场发展过程,详细比较讨论了它们的流场结构与参数特征。结果表明初始流场的存在是火药燃气流场形成冠状冲击波的必要条件。同时,含有初始流场条件下的近膛口区域最大滞止压力相对于无初始流场条件增加了2倍以上。     

高能推进剂燃烧转爆轰实验研究

建立了高能推进剂燃烧转爆轰（ＤＤＴ）实验系统，对装填密度为８３．５％ＴＭＤ多孔床ＤＤＴ过程的宏观参数进行了测量，得到了其速度增长规律，特定位置的压力、诱导爆轰距离等特征值。实验还发现，ＤＤＴ流场存在一不发光区域，该区将ＤＤＴ流场分隔为爆燃区和冲击转爆轰（ＳＤＴ）区，分析了该条件下的ＤＤＴ机理。     

发动机射流起始冲击波超压的实验研究

介绍采用实验的方法研究火箭导弹武器系统起始冲击波超压这一非定常现象。实验中采用了接触式压力测量和非接触式激光流场显示等实验方法,得到了冲吉波在受冲击体表面轴向传播的一组超压曲线以及冲击波运动的照片。     

可燃介质中高温火团诱导的爆炸及其抑制

本文对高温火团诱导的爆炸及惰性颗粒的抑爆过程进行了数值研究.这种带激波的两相化学反应流动,由于各种特征时间的差异,方程具有刚性.本文利用分裂格式处理方程刚性,用全耦合有限体积的TVD格式和Lax-Wendroff-Rubin格式分别求解气相和颗粒相方程.结果表明,仅当火团在其周围形成适当的温度梯度时,才可能导致爆炸,这要求火团初温不能过低或过高.抑爆剂加入时,浓度大于某值才有效,否则,无论多大的抑爆区域皆不能抑制爆炸.本文还对颗粒直径,颗粒密度等对抑爆效果的影响进行了讨论.     

带膛口装置的流场数值模拟

膛口装置能控制火药气体从身管中的流出状态，从而改变身管的受力情况，对武器的性能有重要的影响。通过对膛口气流现象的分析，忽略火药气体中携带的固体颗粒和化学反应对膛口气流结构的影响，利用轴对称Euler方程组和TVD有限体积法对带膛口装置的流场进行了数值模拟。数值模拟的结果反映了带和不带膛口装置流场的主要特征与波系之间的相互作用，与实验照片比较吻合。数值模拟结果对评价膛口装置的性能有一定的参考意义，并且有助于新型膛口装置的设计。     

水下爆炸实验法在工业炸药JWL状态方程测定中的应用研究

为了方便可靠地测定工业炸药爆轰产物的JWL状态方程,基于压导式连续电阻丝探针设计柱形装药的水下爆炸斜冲击波测量系统,对工业改性铵油炸药(ANFO)进行3组水下爆炸实验,获得其爆轰波-冲击波时程曲线;通过对二维定常流场柱形装药水下爆炸的分析,得到斜冲击波阵面的轨迹,并求解出炸药的爆压、绝热指数、水气界面夹角等参数。以水中斜冲击波阵面和水气界面夹角的实验和模拟结果作为比较对象,通过调整Autodyn有限元分析程序中的JWL方程参数,最终测定出ANFO的JWL状态方程参数。模拟结果与实验结果一致性好,其中斜冲击波波阵面的误差均小于±5%,水气界面夹角的误差在±3%以内,表明所述水下爆炸实验对于大尺度工业炸药的JWL方程参数测定合理可靠。     

空中爆炸问题的高精度数值模拟研究

针对空中爆炸初期强间断和爆炸后期接触间断物理特性,提出了虚拟流体方法（GFM）和真实虚拟流体方法（RGFM）2种界面处理方法相耦合的计算方法。在高密度比、高压力比同时存在的 爆炸初期和压力、密度及速度等物理量相接近的爆炸后期,分别采用RGFM和GFM对物质界面两侧物理量进行处理。采用Local Level Set方法对运动界面进行追踪,并用5阶高精度加权本质非振荡（WENO）格式和3阶TVD Runge-Kutta方法对控制方程进行离散,编制了空中爆炸数值模拟程序,应用该程序对不同高度近地面空中爆炸以及冲击波与挡墙相互作用问题进行数值模拟,模拟结果能够较好地反映空中爆炸中冲击波的产生、传播、反射、绕射及爆炸产物的膨胀等现象,并与经验公式和试验结果吻合较好。证明了该耦合方法能够模拟空中爆炸问题,并且爆炸波在传播过程中具有很好的对称性,为模拟高密度比、高压力比的多物质之间相互作用问题提供了有效的计算方法。     

某浮动冲击平台外载荷与冲击环境分析

为了进行舰载设备在接近实战条件下的抗冲击考核,设计并建造了浮动冲击平台。为摸清浮动冲击平台在一定外载荷下的冲击环境,进行了三次水下爆炸试验,采用1 kg RDX 装药在距离平台不同距离处爆炸,分别对平台外载荷和冲击环境进行了测量;外载荷测量结果表明：装药在水下5 m 爆炸时产生明显的气泡脉动载荷和空化效应,加强了对平台本体的冲击作用;冲击环境测量结果表明：冲击响应从迎爆面到背爆面有逐渐减小的趋势,迎爆面冲击谱速度达到5．3 m／s,位移11 cm;冲击环境满足Ⅲ类区域冲击环境要求。     

沉底爆源大地坐标测量方法

沉底爆源大地坐标的定位测量是实船抗冲击试验的重点问题,对系统测量方案进行比较分析的基础上,通过数值仿真计算,对船载式短基线定位方案的测量精度进行了研究;海上验证试验表明：该方法使用方便、快捷,且通过合理控制测量阵位和多次重复测量,可达到对沉底目标高精度测量的要求。     

冲击谱在舰载设备抗冲击设计中的应用

介绍了冲击谱的计算原理和方法,设计了一个小型浮动冲击平台水下实爆试验,测量了舰载设备在水下爆炸冲击载荷作用下的冲击响应并计算了冲击谱,测量及分析结果表明:浮动冲击平台试验是舰船设备抗冲击性能考核的有效方法,设备安装频率是设备抗冲击性能的关键,冲击谱可以为舰船设备防护措施的改进提供依据。     

带壳装药热爆炸冲击波超压测量及分析

冲击波压力是评估炸药爆炸效应的重要参数,冲击波压力的特征与装药形式和起爆方式密切相关.介绍了带壳装药热爆炸模式下的装药周围空气中的冲击波超压的测量方法和测量结果,并结合爆室结构,对结果进行了深入分析.带壳装药爆炸时,由于电动效应及爆炸产物和壳体之间的摩擦,会产生电磁辐射,且电磁辐射信号持续时间和复杂程度与裸露炸药爆炸时...     

舱室内爆炸压力载荷测试方法研究

针对装药在密闭或准密闭舰船舱室内的爆炸实验,研究首次反射冲击波和准静态压力两种毁伤压力载荷测试方法。分析了舱室内装药爆炸形成的首次反射冲击波和准静态压力两种载荷的频率与幅值特性,阐明了采用不同频响传感器分别进行测量的必要性和合理性;提出了采用高频压电传感器测量首次反射冲击波和低频压阻传感器测量准静态压力的传感器选型方法;给出了专用工艺工装设计以及传感器布设方法,其中尼龙套筒工装可有效起到绝缘和衰减应力波的作用,其内腔传压管设计可有效消除爆炸产生的高频信号和光、热信号对压阻传感器的干扰,从而保证了测试精度。进行了模拟舱室内的装药爆炸实验,所得测试数据与经典公式计算结果一致性良好。研究结果表明：所提出的舱室内爆炸毁伤压力载荷并行测试方法以及工艺工装设计合理可行,能够在获取足够精度的反射冲击波数据基础上更加精确地获取准静态压力峰值及衰减规律;为了准确获取舱室内爆炸压力载荷数据,在合理预估待测信号幅值范围前提下,首次反射冲击波测试采样率应为兆赫兹量级,准静态压力测试采样率应为千赫兹量级;为了防止干扰信号对测试的影响,应采用尼龙套筒工装并采用过盈配合的安装方法。