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《南京理工大学》 2013年
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空中爆炸热效应数值模拟与热毁伤测评技术研究

吴蒙  
【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。
【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

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