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《中国工程物理研究院》 2001年
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三维爆轰波传播的LS方法研究

文尚刚  
【摘要】: 本文首先回顾了爆轰传播理论发展历史,介绍了几种基本的理论模型及与爆 轰波传播有关的其它内容。然后对等位线方法(Level Set,LS)作了一个简单 的介绍,并根据该方法的原理,建立三维爆轰波传播的LS方程,研究该LS方 程的数值求解方法,编制了三维爆轰波传播计算程序LS3D,提出了处理边界条 件和爆轰波相互作用的方法,进行爆轰波相互作用多点起爆实验设计,完成各种 起爆条件下爆轰波发展过程的数值模拟,并与实验结果作了比较。 本文提出了在三维直角坐标系中爆轰波传播LS方程离散化方法,建立了相 应的差分方程,研究了对不同形状炸药在多种起爆形式(点、线、面、散心、聚 心)下初值条件的设定,以及各种边界条件的处理方法。根据本文建立的计算编 码LS3D,可以确定不同时刻爆轰波阵面的位置,再通过计算编码LS2DDRAW 和LS3DDRAW画出某一截面的波阵面曲线图,或在整个计算空间内的三维波阵 面曲面图。 本文的实验工作设计了两种多点起爆装置,采用了转镜式高速分幅照相和扫 描照相技术及SVR相机高速摄影技术,观测了几种多点起爆装置中爆轰波在炸 药柱(DG01A、B炸药和JB9014)底端面的发展过程及爆轰波相互作用后波形 的演变情况。 本文最后根据所建立的三维爆轰波传播的LS方程的基本理论模型和该方程 数值解法,编写了计算爆轰波传播的三维计算编码LS3D,并使用该编码对不同 形状炸药在不同起爆方式(点起爆、线起爆、面起爆、发散爆轰、聚心爆轰等) 下理想爆轰波的传播过程进行了计算,并且对钝感炸药JB9014几种多点起爆实 验及圆柱形和圆弧片JB9014的平面起爆条件下爆轰波在炸药中的传播进行了数 值模拟。并与实验结果进行比较,计算结果与实验结果符合得还比较好。另外, 本文还给出了其它几个算例,主要是聚心爆轰、爆轰波在多介质炸药的平面波透 镜中的传播及爆轰波的相互作用等。 本文计算结果表明,计算编码LS3D可以对不同起爆方式下不同形状炸药中 三维爆轰波的传播进行较准确的计算,适于处理不同形状、多介质的炸药装置中 三维爆更波传播的匕方法研究 爆轰传播问题,是工程计算的一种有力工具。但应指出的是,这类计算结果的精 度在很大程度上取决于所采用的爆速曲率关系是否准确,以及所采用的爆轰波在 炸药与空气或其它介质边界处的夹角是否合适等。这些关键参数的测量是近代爆 轰传播实验研究的主要课题。 三维爆轰波传播的数值模拟,采用流体力学编码计算是十分困难且很不准确 的。目前LS方法是一种较为现实和可靠的方法。本文的研究工作在这个重要方 向上取得了较大进展,提出了该方法关键问题的一些初步的解决方法,明确了为 发展和完善该方法应进一步探讨的难点。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O382

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【引证文献】
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1 白晓征;包含运动界面的爆炸流场数值模拟方法及其应用[D];国防科学技术大学;2009年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 丁娜娜;严东晋;徐源;;悬臂式防爆墙消波作用数值分析及其应用[J];地下空间与工程学报;2010年03期
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3 陈朗;伍俊英;鲁建英;藤晓琴;冯长根;;高能固体推进剂冲击起爆特征研究[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
4 范亚夫;段祝平;;关于Gurney公式的强度效应修正[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
5 黄正平;;锰铜压阻传感器敏感元件小型化[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
6 倪虹;段卓平;;爆炸成型杆式侵彻体对水介质侵彻的试验研究[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
7 孙海权;;钝感炸药TATB球面散心爆轰数值模拟中的人为粘性和空间步长的匹配关系[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
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9 姚惠生;黄风雷;李芳;;损伤炸药冲击起爆数值模拟研究[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
10 恽寿榕;;一维平面爆轰波的周期推进模型(2)[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
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3 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
4 付天光;逐孔起爆技术应用基础研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
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7 程磊;受限空间煤尘爆炸冲击波传播衰减规律研究[D];河南理工大学;2011年
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10 刘玉锦;气体动力学燃烧模型的初值问题[D];上海大学;2011年
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1 崔凯华;高能炸药冲击起爆数值模拟[D];中国工程物理研究院;2010年
2 郭昭亮;含有预置缺陷的膨胀环动态断裂行为研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 高峻;地壳高程方向周年运动特征的监测与研究[D];山东科技大学;2010年
4 蔺新丽;爆破震动作用下建筑结构动力响应研究及灾害控制[D];山东科技大学;2010年
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6 张艺凡;水下结构物在水下冲击波载荷作用下的动态响应数值研究[D];大连理工大学;2010年
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8 代伟;海洋环境条件设计参数推算模型不确定度研究[D];中国海洋大学;2010年
9 冯锐;铜坑矿中深孔爆破震动下矿柱稳定性研究[D];江西理工大学;2010年
10 夏谦;隧道内爆炸作用衬砌结构的损伤机理和抗爆性能研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
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1 王淑萍;撞击作用下炸药装药的尺寸效应研究[J];火炸药学报;2000年04期
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6 代晓淦;文玉史;申春迎;吕子剑;;热和枪击复合环境试验中PBX-2炸药的响应特性[J];火炸药学报;2009年04期
7 马晓明;李斌栋;吕春绪;陆明;;无氯TATB的合成及其热分解动力学[J];火炸药学报;2009年06期
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1 任俊梅;半球形传爆药结构研究及起爆效果多媒体演示软件开发[D];华北工学院;2001年
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8 刘义;爆轰驱动中抛射角问题的研究[D];中国工程物理研究院;2006年
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【二级引证文献】
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1 张玉磊;倪欧琪;解立峰;侯旷怡;李斌;朱英中;;乳化炸药套管装药实验研究[J];爆破器材;2011年06期
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2 刘红利;爆炸网络在聚能装药战斗部中的应用技术研究[D];中北大学;2011年
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4 吕超;变形网格计算方法研究及其应用[D];国防科学技术大学;2010年
5 周春辉;强动荷载作用下流固耦合问题数值模拟[D];大连理工大学;2013年
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【二级参考文献】
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3 洪滔,王继海;二维爆轰波DSD方法的非定态解析解[J];爆炸与冲击;1996年04期
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5 孙承纬;一维冲击波和爆轰波计算程序SSS[J];计算物理;1986年02期
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1 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
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4 潘丽君;最简燃烧模型的两类典型初值问题[D];上海大学;2008年
5 代淑兰;复杂化学反应流并行数值模拟[D];南京理工大学;2008年
6 于陆军;多循环脉冲爆轰发动机内、外流场的实验和数值研究[D];南京理工大学;2008年
7 苟瑞君;线性爆炸成型侵彻体形成机理研究[D];南京理工大学;2006年
8 洪滔;两相爆轰的理论和数值研究[D];中国工程物理研究院;2004年
9 黄正祥;聚能杆式侵彻体成型机理研究[D];南京理工大学;2003年
10 陈军;超压爆轰产物状态及相关现象研究[D];中国工程物理研究院;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 代淑兰;自适应非结构网格在爆轰波数值模拟中的应用[D];南京理工大学;2004年
2 郑淼;悬浮粉尘的爆轰波结构[D];中国工程物理研究院;2004年
3 李伟;PDE外流场的数值模拟及其化学加速算法的研究[D];南京理工大学;2008年
4 王新生;并敷爆炸材料传爆状态研究[D];武汉理工大学;2005年
5 杨昊;激光推进飞行器吸气式发动机特性与上升段动力学分析[D];国防科学技术大学;2006年
6 宋超;低功耗小型声源定位技术研究[D];北京交通大学;2009年
7 陈卫;驻定锥型爆轰波的结构和稳定性研究[D];南京理工大学;2009年
8 张继业;超声速预混气流中钝头体表面爆轰波研究[D];国防科学技术大学;2007年
9 刘蒙;超音速子弹声源定位系统设计[D];北京交通大学;2012年
10 代瑞芳;有关燃烧问题的理论和数值分析[D];首都师范大学;2006年
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