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一种改进的Euler方法模拟凝聚炸药的爆轰过程

张波  
【摘要】:在爆轰的数值模拟中,采用合适的计算方法及相应的计算程序,在计算机上数值求解流体力学和化学反应动力学方程组,以正确反映爆轰过程,对于爆轰理论以及工程应用研究,都是十分重要的。 本文使用一种改进的Euler方法,把无波动、不含自由参数的NND格式应用到凝聚炸药的爆轰问题,实现了高分辨格式对复杂物态方程爆轰问题的数值模拟计算。化学反应率使用Lee-Tarver的点火成长模型,未反应的固体炸药和化学反应气体产物都使用JWL(Jones-Wilkins-Lee)状态方程。首先研究了一维平面爆轰波结构与网格尺寸的关系,然后研究了柱面散心爆轰波结构及其正规反射、Mach反射问题。 文中数值模拟了非均质固体炸药PBX-9404的爆轰传播过程。从典型爆轰算例来看,该方法正确预测了凝聚炸药爆轰的起爆及传播过程中的关键特征,如Von Neumann尖峰和化学反应区等。通过数值模拟值与理论结果和试验结果的比较,各物理量均达到了满意的准确程度。


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