冰凌定点爆破群药包技术研究及数值分析

发布时间：2017-05-15 07:12

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【摘要】：黄河凌汛演变过程复杂,突发性比较强,预报预警难度较大,导致抢险难度大,这给黄河两岸群众的生命财产安全带来了严重的威胁。黄河防凌依然是今后相当长一段时间内的一项艰巨的任务。冰凌定点爆破技术在防凌破冰技术中发挥了重要作用。因此,有必要研究冰凌定点爆破技术。冰凌爆破机理复杂,爆破机理难以研究,难以给出解析解,并且试验费用较高,因此,利用数值分析可以更方便地进行研究。目前的研究大都集中在单药包的研究上,对群药包研究的比较少。本文结合现场试验,运用LS-DYNA软件建立了三维数值计算模型,并对水下冰凌定点爆破群药包技术进行分析研究。本文介绍了水下爆破技术,包括水下爆破的研究现状、水中爆炸的物理现象、水中冲击波和气泡脉动。分析了冰的性质,以及大变形动力学理论和ALE算法理论,利用LS-DYNA软件对水下冰凌定点爆破群药包技术进行了数值分析研究。论文分别进行了瞬发爆破研究和微差爆破研究。得到了冰凌爆破的数值分析方法和材料的参数,得到了群药包爆破时,冰凌的破碎过程和破碎过程中冰凌所受到的力。研究了冲击波荷载和气泡脉动荷载在水中的传播规律。得到了群药包爆破面积比相同药量的单药包爆破面积大的原因。得到了群药包爆破时的药包最佳深度。
【关键词】：群药包 水下爆破 LS-DYNA ALE算法
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV875
【目录】：

• 中文摘要5-6
• abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 冰凌爆破技术研究现状10-13
• 1.2.1 冰凌的理论研究10-11
• 1.2.2 冰凌爆破技术研究11-13
• 1.3 问题的提出13
• 1.4 研究内容与技术路线13-15
• 第2章 水下爆破技术和冰的性质15-23
• 2.1 水下爆破技术15-20
• 2.1.1 研究现状15-16
• 2.1.2 水中爆炸的物理现象16-17
• 2.1.3 水中冲击波的特性17
• 2.1.4 水下爆炸的气泡脉动17-20
• 2.2 冰的物理力学性质20-23
• 2.2.1 冰的生成20
• 2.2.2 冰的物理性质20-21
• 2.2.3 冰的力学性质21-23
• 第3章 大变形动力学理论与ALE算法23-39
• 3.1 引言23
• 3.2 大变形动力学理论23-35
• 3.2.1 大变形基本理论23-28
• 3.2.2 大变形动力学数值计算方法28-32
• 3.2.3 大变形动力学有限元基本解法与求解过程32
• 3.2.4 大变形动力学有限元求解中的关键技术32-35
• 3.3 ALE算法原理概述35-39
• 3.3.1 ALE算法35-36
• 3.3.2 LS-DYNA中ALE算法简介36-39
• 第4章 冰凌定点爆破群药包数值模型39-46
• 4.1 工程概况39-40
• 4.2 LS-DYNA简介40-41
• 4.2.1 LS-DYNA背景41
• 4.2.2 LS-DYNA功能41
• 4.3 建模步骤及所需要的参数41-46
• 第5章 冰凌定点爆破群药包数值分析46-73
• 5.1 瞬发爆破46-57
• 5.1.1 爆破过程46-49
• 5.1.2 压力分析49-57
• 5.2 微差爆破57-65
• 5.2.1 爆破过程57-59
• 5.2.2 压力分析59-65
• 5.3 群药包水下 1.5m爆破效果图65-67
• 5.3.1 水下 1.5m数值分析效果图65-66
• 5.3.2 试验和模拟的对比66-67
• 5.4 不同深度处群药包爆破面积67-73
• 第6章 结论与展望73-76
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望与不足74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79

【参考文献】

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本文编号：367097