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《南京理工大学》 2004年
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含能材料激光点火过程的模型建立及其数值计算

王震  
【摘要】:由于含能材料激光点火过程的瞬时性和复杂性,在目前的实验条件下难以全面地了解含能材料的激光点火特性,因此用数值模拟方法来分析含能材料的激光点火特性受到人们的普遍重视。本文的目的是通过所建立的数学模型,用数值模拟的方法来分析激光点火特性。 本文包含以下几个主要内容: (1)含能材料在吸收激光的条件下会产生热,本文首先求出激光点火热流方程的解析解,给出了近似的点火时间、点火能量与光学参数及材料物理参数的关系: (2)以热机理为基础,建立了激光点火过程的一维模型,并在一维模型的基础上,建立了激光点火过程的二维非稳态热传导模型,在二维模型中考虑了激光光能分布、反应物质量分数、对流换热和热辐射等因素对点火过程的影响。采用交替方向隐式算法求解偏微分方程。并以Mg/NaNO_3药剂为研究对象,通过计算分析了激光脉宽、光束半径、材料热传导系数、深度吸收等因素对点火的影响; (3)运用传热、传质和光学理论,建立了火药激光点火过程的气相反应模型,并使用稳定性好、精度高的Crank-Nicolson格式求解方程。以RDX为研究对象,探讨了激光功率和压强等参数对点火过程的影响; (4)运用所建模型对激光点火规律进行了分析比较,并能在一定范围内预测含能材料在激光作用下的行为特性。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB39

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王晓丽;火药颗粒激光点火过程的理论分析与数值模拟[D];南京理工大学;2012年
2 赵威;复合底排推进剂点火燃烧特性研究[D];南京理工大学;2012年
3 高东升;激光与含能材料相互作用机理研究[D];南京理工大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜志明,冯长根;黑火药和单基发射药的电热丝点火实验研究[J];火炸药学报;2000年02期
2 张小兵,袁亚雄,余斌,翁春生;固体含能材料激光点火性能实验研究[J];火炸药学报;2000年02期
3 张秋芳,黄强,梁月玫,王世安,肖映辉;固体火箭发动机激光点火装置研究[J];火炸药学报;2001年01期
4 牛和林,李疏芬,张钢锤,王华,魏剑维,马喜梅;推进剂及其组分的光学性质对点火特性的影响[J];火炸药学报;2002年03期
5 项仕标,冯长根,华光,王丽琼,陈朗;粒度对激光感度的影响分析[J];兵工学报;2000年01期
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7 闫大鹏,苗鹏程,王海林,贺安之;激光引爆起爆药的机理及其爆轰流场的干涉法研究[J];爆炸与冲击;1991年03期
8 张会生,张小兵,袁亚雄,杨均匀;大口径火炮中激光点火技术综述[J];弹道学报;1997年01期
9 王凯民,符绿化,杨志强;激光点火系统的设计[J];火工品;1996年02期
10 胡艳,沈瑞琪,叶迎华;激光点火过程的一维有限差分模型比较[J];火工品;2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 马玉培;中功率Ku波段光纤延迟线[J];半导体技术;2005年04期
3 马玉培;;X波段可编程光纤传输微波延迟系统[J];半导体技术;2011年02期
4 张小兵,袁亚雄,余斌,翁春生;固体含能材料激光点火性能实验研究[J];火炸药学报;2000年02期
5 肖正刚,杨栋,应三九,施杰,高耀林,徐复铭;减小高装填密度发射装药膛内压力波的实验研究[J];火炸药学报;2001年01期
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9 冯德成,翁春生,王继统;火药起始参量对最大膛压影响的方差分析[J];火炸药学报;2004年03期
10 王敬,袁亚雄;一种基于多指标的火药装药弹道设计方法[J];火炸药学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 陈彦北;陆建;倪晓武;;激光作用金属板材塑性损伤的判定[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 张胜利;席德科;;我国风力发电技术的现状及与国外的差距[A];第二届中国西部绿色低碳节能减排及可再生能源技术研讨会论文集[C];2010年
3 尹益辉;;表面快速加热下层合圆柱体中的三维瞬态温度场解析解[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2006(11)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第11届学术研讨会论文集[C];2006年
4 张小兵;袁亚雄;杨均匀;邹瑞荣;;含能材料在激光作用下颗粒表面温度测试[A];中国复合材料学会2004年年会论文集[C];2004年
5 魏莉莉;郑东良;;我军机载光电对抗技术装备发展研究[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年
6 刘飞;刘少峰;;液态排渣立式旋风炉掺烧电炉煤气技术浅析[A];冶金循环经济发展论坛论文集[C];2008年
7 徐立君;张喜和;倪晓武;毕娟;;不同光斑半径的连续激光作用金属靶材的温度场[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵翔;激光驱动飞片点火设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 刘继展;番茄采摘机器人真空吸持系统分析与优化控制研究[D];江苏大学;2010年
3 刘茂省;煤粉空气分级和再燃技术机理、应用和模型研究[D];浙江大学;2009年
4 王金伟;连杆/箱体主轴承座裂解槽脉冲激光加工数值模拟及试验研究[D];吉林大学;2011年
5 郑超;激光冲击微成形工艺数值模拟及其实验研究[D];山东大学;2011年
6 李明;高功率激光诱导液体介质产生等离子体的理论研究和实验测试[D];南京理工大学;2011年
7 吴立志;激光驱动金属飞片冲击起爆技术研究[D];南京理工大学;2010年
8 张丁山;高过载下装药及爆轰点传火技术试验与理论研究[D];南京理工大学;2011年
9 郭培涛;长脉冲激光辐照下多孔薄膜激光损伤机制研究[D];武汉理工大学;2011年
10 张华;喷射液束电解—激光复合加工的基础研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陶磊;尼龙6/铜复合粉末选区激光烧结制造塑料模具的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
3 林琦;高能激光与光学介质薄膜作用机理的研究[D];长春理工大学;2010年
4 丛景彬;新型多脉冲YAG激光器在打孔上的实验与研究[D];长春理工大学;2010年
5 于浩;CCD相机测量对比度的校正方法研究[D];长春理工大学;2010年
6 李倩;钛合金激光熔覆工艺与形状修复试验研究[D];大连理工大学;2010年
7 李国熠;硅基长波红外光波导器件的研究[D];浙江大学;2011年
8 沙平生;基于微晶片激光的诱导击穿光谱系统设计与研究[D];东华大学;2011年
9 张韧剑;端泵Nd:YVO_4主被动双调Q激光器实验研究[D];西北大学;2011年
10 贾兆鹏;生物质混燃煤粉炉及旋流燃烧器的设计研究[D];华北电力大学(北京);2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张小兵,袁亚雄,余斌,翁春生;固体含能材料激光点火性能实验研究[J];火炸药学报;2000年02期
2 周霖,刘鸿明,徐更光;炸药激光起爆过程的准三维有限差分数值模拟[J];火炸药学报;2004年01期
3 杨正权,张珊珊;固体推进剂燃烧的数值模拟研究[J];兵工学报(火化工分册);1996年02期
4 彭网大,朱慧,张仁;复合固体推进剂的催化热分解研究[J];兵工学报(火化工分册);1997年01期
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6 沈瑞琪,戴实之,叶迎华,朱顺官;低速爆轰中心传火管的传火特性[J];兵工学报;1997年04期
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8 翁春生,王震,冯德成;激光点火过程的二维模型及计算[J];兵工学报;2005年02期
9 周彦煌;张领科;陆春义;余永刚;;一种两相流点火模型及数值模拟[J];兵工学报;2010年04期
10 张领科;周彦煌;余永刚;;底排装置工作不一致性对射程散布影响的研究[J];兵工学报;2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李苗苗;高能固体推进剂燃速数值模拟[D];南京理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 沈美;激光与含能材料相互作用机理研究[D];南京理工大学;2004年
2 李雪飞;激光与含能材料相互作用的实验研究和数值模拟[D];南京理工大学;2005年
3 舒浪平;激光与含能材料相互作用的机理和特性研究[D];南京理工大学;2005年
4 商立英;非结构化网格上非稳态导热问题的求解与应用[D];南京理工大学;2006年
5 刘晶;结构与非结构网格的生成、转化及应用[D];南京理工大学;2006年
6 高东升;激光与含能材料相互作用机理研究[D];南京理工大学;2006年
7 汪少平;复合固体推进剂燃烧机理及燃速预估程序研究[D];南京理工大学;2007年
8 王玲玲;固体火箭发动机点火过程数值分析[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 董亮;非结构化网格生成技术研究及应用[D];江苏大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王惠娥;沈瑞琪;叶迎华;吴立志;;石墨/硝酸钾的热行为及分解反应动力学研究[J];含能材料;2012年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王晓丽;火药颗粒激光点火过程的理论分析与数值模拟[D];南京理工大学;2012年
2 王子庚;激光点火过程中介质效应研究[D];南京理工大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 项仕标,冯长根,华光,王丽琼,陈朗;粒度对激光感度的影响分析[J];兵工学报;2000年01期
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3 张会生,张小兵,袁亚雄,杨均匀;大口径火炮中激光点火技术综述[J];弹道学报;1997年01期
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6 朱升成,鲁建存,孙同举,崔卫东;含能材料对激光点火感度的影响[J];火工品;2000年04期
7 马晨生,李海洋,张晓光,王利,孙巨龙,王秀岩,白吉玲,何国钟,楼南泉;激光烧蚀叠氮化钠产生的团簇离子及其分布[J];化学物理学报;1995年02期
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10 沈瑞琪,孙同举,戴实之;固体化学反应的光声模型[J];中国激光;1994年10期
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10 ;读者·作者·编者[J];含能材料;2008年03期
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1 黄聪明;;含能材料现代制造科学与智能加工方法的探讨[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
2 姬广富;;含能材料理论模拟研究进展[A];中国工程物理研究院科技年报/2011年版[C];2011年
3 黄明;李洪珍;黄奕刚;董海山;;呋咱类含能材料合成进展[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
4 黄友之;任芊;;含能材料的近红外光谱检测[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
5 杨宗伟;李洪珍;周小清;黄辉;李金山;聂福德;;共晶技术在含能材料中的应用[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
6 陈道君;姜联成;范玉德;;含能材料机械加工安全控制技术[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
7 曾贵玉;聂福德;张启戎;郁卫飞;李长智;;纳米含能材料研究进展[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年
8 舒远杰;;含能材料:构建与设计的新途径[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
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3 强世旺;银光集团含能材料分公司能耗同比下降16.9%[N];白银日报;2009年
4 本报记者 梁进赟;银光集团今春再增新绿[N];白银日报;2010年
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6 朱继龙;银光集团产业链四面出击[N];中国化工报;2007年
7 顾定槐;“气相光气法”放异彩[N];中国化工报;2007年
8 郭玲;银光集团部署“十一五”科技战略[N];中国化工报;2006年
9 尹晓华;西南科大国防科技学院挂牌[N];中国高新技术产业导报;2006年
10 马永平 刘国伟;追求卓越 领先时代[N];科技日报;2002年
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7 谢玉树;等离子体与火药相互作用的研究[D];南京理工大学;2005年
8 李艳春;热分析动力学在含能材料中的应用[D];南京理工大学;2010年
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10 焦宝娟;双四唑类过渡金属含能配合物的合成及性质研究[D];西北大学;2007年
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1 王震;含能材料激光点火过程的模型建立及其数值计算[D];南京理工大学;2004年
2 张宝荣;含氮杂环系列含能材料的结构与性能研究[D];武汉理工大学;2010年
3 陈健;等离子体与含能材料相互作用的理论与实验研究[D];南京理工大学;2002年
4 何文娣;新型含能材料LLM—105及其类似物的理论研究[D];四川大学;2002年
5 吴会民;几种含能材料本构关系研究[D];国防科学技术大学;2003年
6 赵富炜;液态含能材料热感度测试方法研究[D];南京理工大学;2010年
7 刘刚;多孔硅粉化学浸蚀条件优化及其含能材料爆炸性能评价[D];重庆大学;2008年
8 付琼;多孔硅制备方法及其含能材料爆炸性能研究[D];中北大学;2012年
9 李雪飞;激光与含能材料相互作用的实验研究和数值模拟[D];南京理工大学;2005年
10 袁方强;硝基类含能材料撞击感度的研究[D];重庆大学;2012年
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