爆炸冲击波压力精细化数值模拟及其应用
发布时间：2021-04-15 01:45
爆炸冲击波的各项参数是评估导弹和战斗部毁伤威力的重要依据。随着军事科学技术的不断发展,各类大规模武器的研发、测试和评定都越来越标准化,科学化。因此,对于冲击波测试结果的准确程度提出了更高的要求。数值模拟是研究爆炸冲击波的常用手段,但仿真结果往往不够精确;不同环境对冲击波测试结果有较大影响,如障碍物,传感器安装,地面性质和气象条件等,确定不同环境对冲击波测试结果的影响是目前急需解决的问题;无论哪种外形结构的传感器被放置在冲击波超压场中,冲击波波阵面流动性受到传感器几何外形结构的影响,所测冲击波超压峰值的准确性一定会受到影响。因此,如何利用壳体减小冲击波测试过程中的误差有较高的研究价值。设计合理的传感器测试装置壳体外形就至关重要。针对这些问题,本论文进行了冲击波测试方法的研究。本文从理论分析、数值仿真和现场试验三方面对自由场冲击波测试装置外形结构对流场的影响做了研究,主要进行了以下工作:（1）大量检索国内外相关文献,对爆炸冲击波的传播理论做了详细阐述,对战斗部爆炸后冲击波的形成和衰减规律做了研究;研究了爆炸冲击波的精细化模拟方法,分析了网格划分对冲击波波型的影响;进行了炸药在有限空间和敞开...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
爆炸冲击波在空气中传播情况
中北大学学位论文12图2-3弹性膜片式压电传感器[33]图2-4自由场压力传感器[33]FIG.2-3PiezoelectricsensorwithelasticdiaphragmFIG.2-4Freefieldpressuresensor理想传感器优点如下：(1)横截面近似流线型，对流程场干扰小；(2)频率响应无限大，能准确反映测试参数的变化；(3)只对要测的物理参数灵敏，灵敏度理想。理想传感器各项所需条件难以同时实现，所以传感器的外形结构、灵敏度等都需进行调整。冲击波经过传感器感应部位时，压电晶体经受冲击波和反射波的相互作用。敏感元件的晶体材料中应力波的反射与相互作用都是十分复杂的三维难题。传感器受到的弹性能量以弹性冲击波在晶体内来回反射，并形成更复杂的波。晶体中这种振动干扰被称为自振干扰，其基波频率与传感器敏感元件的纵向或横向振动频率基本相同。压电传感器敏感元件的纵自振干扰基波频率f1估算公式为11i1i122CfC（2-25）式中：δi为晶体片、保护片及膜片等的厚度；2δ为传感器敏感面的等效厚度；C1i为压电晶体片、膜片等内部弹性纵波速度；C1为传感器敏感元件的等效弹性波速。压电传感器敏感元件的横自振干扰基波频率f2估算公式为：222Cfr（2-26）式中：r为晶体片的半径；C2为传感器敏感元件的等效横波速度。实验证明公式2-25和公式2-26数量上的估算结果是正确的。电器石的纵压与横压电效应的极性相同，横振动与纵振动的符号在每个振动单元相同，因此电器石的自振干扰信号相对较校而对于压电陶瓷，纵压电效应与横压电效应的极性相反，横振动与纵振动的符号相反，所以压电陶瓷的自振干扰信号较大。敏感元
中北大学学位论文12图2-3弹性膜片式压电传感器[33]图2-4自由场压力传感器[33]FIG.2-3PiezoelectricsensorwithelasticdiaphragmFIG.2-4Freefieldpressuresensor理想传感器优点如下：(1)横截面近似流线型，对流程场干扰小；(2)频率响应无限大，能准确反映测试参数的变化；(3)只对要测的物理参数灵敏，灵敏度理想。理想传感器各项所需条件难以同时实现，所以传感器的外形结构、灵敏度等都需进行调整。冲击波经过传感器感应部位时，压电晶体经受冲击波和反射波的相互作用。敏感元件的晶体材料中应力波的反射与相互作用都是十分复杂的三维难题。传感器受到的弹性能量以弹性冲击波在晶体内来回反射，并形成更复杂的波。晶体中这种振动干扰被称为自振干扰，其基波频率与传感器敏感元件的纵向或横向振动频率基本相同。压电传感器敏感元件的纵自振干扰基波频率f1估算公式为11i1i122CfC（2-25）式中：δi为晶体片、保护片及膜片等的厚度；2δ为传感器敏感面的等效厚度；C1i为压电晶体片、膜片等内部弹性纵波速度；C1为传感器敏感元件的等效弹性波速。压电传感器敏感元件的横自振干扰基波频率f2估算公式为：222Cfr（2-26）式中：r为晶体片的半径；C2为传感器敏感元件的等效横波速度。实验证明公式2-25和公式2-26数量上的估算结果是正确的。电器石的纵压与横压电效应的极性相同，横振动与纵振动的符号在每个振动单元相同，因此电器石的自振干扰信号相对较校而对于压电陶瓷，纵压电效应与横压电效应的极性相反，横振动与纵振动的符号相反，所以压电陶瓷的自振干扰信号较大。敏感元
本文编号：3138423
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
爆炸冲击波在空气中传播情况
中北大学学位论文12图2-3弹性膜片式压电传感器[33]图2-4自由场压力传感器[33]FIG.2-3PiezoelectricsensorwithelasticdiaphragmFIG.2-4Freefieldpressuresensor理想传感器优点如下：(1)横截面近似流线型，对流程场干扰小；(2)频率响应无限大，能准确反映测试参数的变化；(3)只对要测的物理参数灵敏，灵敏度理想。理想传感器各项所需条件难以同时实现，所以传感器的外形结构、灵敏度等都需进行调整。冲击波经过传感器感应部位时，压电晶体经受冲击波和反射波的相互作用。敏感元件的晶体材料中应力波的反射与相互作用都是十分复杂的三维难题。传感器受到的弹性能量以弹性冲击波在晶体内来回反射，并形成更复杂的波。晶体中这种振动干扰被称为自振干扰，其基波频率与传感器敏感元件的纵向或横向振动频率基本相同。压电传感器敏感元件的纵自振干扰基波频率f1估算公式为11i1i122CfC（2-25）式中：δi为晶体片、保护片及膜片等的厚度；2δ为传感器敏感面的等效厚度；C1i为压电晶体片、膜片等内部弹性纵波速度；C1为传感器敏感元件的等效弹性波速。压电传感器敏感元件的横自振干扰基波频率f2估算公式为：222Cfr（2-26）式中：r为晶体片的半径；C2为传感器敏感元件的等效横波速度。实验证明公式2-25和公式2-26数量上的估算结果是正确的。电器石的纵压与横压电效应的极性相同，横振动与纵振动的符号在每个振动单元相同，因此电器石的自振干扰信号相对较校而对于压电陶瓷，纵压电效应与横压电效应的极性相反，横振动与纵振动的符号相反，所以压电陶瓷的自振干扰信号较大。敏感元
中北大学学位论文12图2-3弹性膜片式压电传感器[33]图2-4自由场压力传感器[33]FIG.2-3PiezoelectricsensorwithelasticdiaphragmFIG.2-4Freefieldpressuresensor理想传感器优点如下：(1)横截面近似流线型，对流程场干扰小；(2)频率响应无限大，能准确反映测试参数的变化；(3)只对要测的物理参数灵敏，灵敏度理想。理想传感器各项所需条件难以同时实现，所以传感器的外形结构、灵敏度等都需进行调整。冲击波经过传感器感应部位时，压电晶体经受冲击波和反射波的相互作用。敏感元件的晶体材料中应力波的反射与相互作用都是十分复杂的三维难题。传感器受到的弹性能量以弹性冲击波在晶体内来回反射，并形成更复杂的波。晶体中这种振动干扰被称为自振干扰，其基波频率与传感器敏感元件的纵向或横向振动频率基本相同。压电传感器敏感元件的纵自振干扰基波频率f1估算公式为11i1i122CfC（2-25）式中：δi为晶体片、保护片及膜片等的厚度；2δ为传感器敏感面的等效厚度；C1i为压电晶体片、膜片等内部弹性纵波速度；C1为传感器敏感元件的等效弹性波速。压电传感器敏感元件的横自振干扰基波频率f2估算公式为：222Cfr（2-26）式中：r为晶体片的半径；C2为传感器敏感元件的等效横波速度。实验证明公式2-25和公式2-26数量上的估算结果是正确的。电器石的纵压与横压电效应的极性相同，横振动与纵振动的符号在每个振动单元相同，因此电器石的自振干扰信号相对较校而对于压电陶瓷，纵压电效应与横压电效应的极性相反，横振动与纵振动的符号相反，所以压电陶瓷的自振干扰信号较大。敏感元
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