空中爆炸热效应数值模拟与热毁伤测评技术研究

发布时间：2017-04-07 14:21

  本文关键词：空中爆炸热效应数值模拟与热毁伤测评技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：相对于目前研究较为成熟的炸药空中爆炸场的冲击波作用,空中爆炸场的热效应作用研究并不充分。这也使得对炸药爆炸所形成的多因素破坏、因素间耦合及爆炸综合破坏作用的认识不够全面和系统。为实现此目的,对炸药装药空中爆炸场热效应进行综合分析和数值模拟。 首先,本文从热辐射的本质出发,讨论了爆炸火球热辐射的特点,从爆炸火球直径、持续时间等形态参数和热通量、热剂量等热参数角度总结归纳了现有的火球理论模型,并从炸药组成上入手,计算了炸药的理论爆热、火球温度以及火球直径。 然后,基于AUTODYN数值模拟软件,对传统高能炸药和复合含铝炸药的空中爆炸进行了一维和二维数值模拟,得到了冲击波超压、正压作用时间、爆炸温度及爆炸火球扩展过程,并将其与经验公式的计算结果和相关实验的实测结果进行比较。相比较于传统高能炸药TNT,复合含铝炸药由于后燃效应的影响而导致爆炸冲击波超压衰减较慢,从而具有相对较长的正压作用时间。利用已有文献中高速运动摄影仪分析和观察到的高能炸药和复合含铝炸药爆炸产物的飞散过程,将数值模拟得到的爆炸热场变化规律与实验结果进行了比较,发现二者具有相当好的符合程度。 最后,本文搭建了可以直接测定炸药装药爆炸场(EBF)热辐射效应参数的测试系统,对两种典型炸药的EBF热效应规律进行了研究,获得装药质量从百克到公斤级范围内的EBF热辐射效应数据,得出炸药装药的爆炸场热辐射效应规律及影响因素,并根据热毁伤准则对高能炸药和复合含铝炸药爆炸热毁伤效果进行了评估。
【关键词】：空中爆炸 热效应 数值模拟 AUTODYN
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ560.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究的意义和背景9-10
• 1.2 国内外研究概况10-16
• 1.2.1 炸药空中爆炸场的热效应研究10-14
• 1.2.2 炸药空中爆炸场作用的数值模拟14-15
• 1.2.3 炸药空中爆炸场热辐射测试技术15-16
• 1.3 本文的主要工作16-18
• 2 炸药装药空中爆炸热效应理论研究18-30
• 2.1 爆炸火球热效应理论研究18-24
• 2.1.1 爆炸火球的热辐射作用18-21
• 2.1.2 爆炸冲击波绝热压缩空气产生的温升作用21-23
• 2.1.3 爆炸产物的扩散作用23-24
• 2.2 炸药热毁伤准则研究24-25
• 2.3 炸药空中爆炸场火球参数计算25-29
• 2.3.1 爆热25-27
• 2.3.2 火球温度27-28
• 2.3.3 火球直径28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 炸药装药空中爆炸火球热场数值模拟30-58
• 3.1 炸药球状装药模拟30-42
• 3.1.1 数值计算模型30-31
• 3.1.2 空气冲击波的计算公式31-33
• 3.1.3 材料和物态方程33-34
• 3.1.4 模拟计算的结果及分析34-42
• 3.2 炸药柱状装药模拟42-57
• 3.2.1 物理模型及算法42-43
• 3.2.2 模拟计算结果及分析43-57
• 3.3 本章小结57-58
• 4 炸药装药空中爆炸场的热效应测试系统58-66
• 4.1 测试系统设计58-59
• 4.2 实验手段及关键技术59-60
• 4.3 试验条件60-61
• 4.4 测试结果与讨论61-65
• 4.5 本章小结65-66
• 5 结论66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-72

【参考文献】

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本文编号：290646