以HMX为基的两种压装高密度炸药的燃烧转爆轰实验研究

 为研究以HMX为基的固体高能炸药的燃烧转爆轰性能,采用同轴电探针和压力传感器测试技术对常用的A、B两种压装高密度高能炸药开展燃烧转爆轰实验,研究装药组分和约束条件对压装高密度炸药燃烧转爆轰性能的影响。实验结果表明：这两种压装高密度炸药难以发生燃烧转爆轰;在强约束条件下（45号钢,内径25.4 mm、外径65 mm、长度600 mm）,A压装炸药（HMX质量分数为95%,密度为1.86 g/cm³）基本实现了燃烧转爆轰,爆轰诱导距离约为545 mm;在相同的实验条件下,A压装炸药比B压装炸药（HMX质量分数为87%,密度为1.84 g/cm³）更易于发生燃烧转爆轰,即A压装炸药的安定性相对较差。     

用光电法研究钝感炸药JB-9014反应区结构

 报道了用光电法研究炸药反应区结构的原理、实验方法和钝感炸药JB-9014的反应区结构。研究结果表明，密度为1.894 g/cm³的JB-9014炸药在平面一维定常爆轰时，其Neumann峰压力为36.5 GPa，反应区宽度为1.75 mm，反应过程时间为0.31 μs；装药密度减少时，Neumann峰压力、反应区宽度和反应过程时间均减小。     

爆轰波在炸药-金属界面上的折射分析

针对爆轰波在炸药-金属界面上折射时由实验获得的金属折射冲击波压力与经典爆轰波极曲线理论预测的压力存在显著差异这一问题, 本文展开了进一步的理论和数值模拟分析研究. 首先通过分析指出经典爆轰波极曲线理论的缺陷, 并对爆轰波极曲线理论进行了改进, 改进爆轰波极曲线理论给出了炸药爆轰波折射类型以及折射冲击作用点处的压力值. 然后发展了一个基于次特征理论来数值求解爆轰反应流动控制方程的二阶中心型Lagrange方法, 并数值模拟了一个典型的炸药爆轰波折射实验. 改进爆轰波极曲线理论和数值模拟分析结果表明, 爆轰波折射类型有三种:反射冲击波的正规折射、带Mach反射的非正规折射、无反射波的正规折射, 并且金属折射冲击波压力值随入射角增大而单调减小.     

超压爆轰产物声速以及热力学CJ点的实验研究

超压爆轰产物声速是建立超压爆轰产物状态方程的基础性实验数据,而CJ点数据是反映炸药爆轰性能的重要参数。利用稀疏波追赶技术,通过光纤探针监测三氯甲烷中稀疏波追赶向前冲击波的过程,测量了不同压力点下JB-9014炸药超压爆轰产物的声速,得到了拉格朗日声速随粒子速度的变化曲线,由Lc线与稳定爆速D的交点确定了热力学CJ点,对JB-9014炸药所得到的CJ压力为28.8 GPa,与通常测量值28.5 GPa仅相差0.3 GPa。介绍了应用光纤探针测量爆轰驱动飞片的速度和平面性的方法,应用该方法得到了飞片的击靶速度和形状,此方法具有较高的测量精度。     

凝聚炸药中超压爆轰的实验研究

 采用飞片碰撞技术，在TNT/RDX（40/60）炸药中获得了2.5倍于正常爆轰的最大超压值，得到了超压爆轰下爆轰产物物态方程p=Aρ^{k+A₁(p-p_J)}（p－爆压，单位GPa，ρ－密度，单位kg/m³，A=ρ_J/ρ^k_J，p_J=27.06 GPa，ρ_J=2.3×10³ kg/m³，k=2.77，A₁=2.7×10^-3 GPa^-1，下表J代表正常爆轰状态）。该方程还可以较好地描述超压爆轰产物的二次冲击状态。     

炸药球壳中长程绕射爆轰波的传播行为

 进行了一点引爆的塑料粘结炸药（HMX/TATB=87/7）球壳中长程绕射爆轰波传播实验。针对实验结果给出一种简便的近似计算方法,它能准确地重现炸药球壳中长程绕射爆轰波的非理想传播行为。     

猛炸药RHT-901和钝感炸药IHE-2的爆轰波直角绕射

 采用高速转镜分幅相机和电探针技术研究了猛炸药RHT-901和钝感炸药IHE-2的爆轰波直角绕射图像和不同位置上的爆轰波传播时间。从研究得出，两种炸药都在拐角顶点附近绕射，爆轰波传播时间增长，爆速变小。但是两种炸药绕射爆轰波的状态不一样，钝感炸药IHE-2中爆轰波绕过直角时，在拐角顶点附近约10 mm范围内炸药未完全反应，猛炸药RHT-901中爆轰波绕过直角时未出现类似现象。两者相比，钝感炸药中绕射爆轰波速度变化大，波阵面曲率半径小，而猛炸药的绕射爆轰波速度变化小，波阵面曲率半径大。这说明炸药的爆轰波绕射与炸药的冲击感度、反应区宽度有关。     

悬浮RDX炸药粉尘爆轰的数值模拟

用两相流模型对悬浮RDX炸药粉尘爆轰波进行了数值模拟。RDX炸药颗粒在爆轰波阵面后的高温高速气流中加速并升温,颗粒表面发生熔化。参考液滴在高速气流作用下剥离的效应,假设炸药熔化部分在高速气流的作用下发生剥离,破碎成极小的颗粒,瞬时发生分解反应,释放出能量支持爆轰波传播。数值模拟了在不同粒径和浓度的悬浮RDX炸药粉尘中爆轰波的发展与传播过程,得到了爆轰波流场中气-固两相的物理量分布,并确定了爆轰波参数。在较低的RDX粉尘浓度条件下,爆轰波阵面压力的峰值曲线出现振荡。当RDX粉尘浓度在80~150 g/m3时,数值模拟得到的爆轰波阵面压力峰值曲线的振荡是规则的;当RDX粉尘浓度为70 g/m3时,爆轰波阵面压力峰值曲线出现不规则振荡。     

爆炸力学及其工程应用进展

 爆炸是自然界中经常发生的一种物理与化学的过程,在爆炸过程中,以极高的速度释放出能量.爆炸产物对周围介质作功,产生破坏作用,如破坏弹体形成杀伤破片,爆破矿山抛掷土石,在介质中形成冲击波、应力波等.爆炸的主要特征是在爆炸中心周围的介质中产生压力突跃,这种压力上升前沿只有几个微秒.爆炸力学学科就是要从定性、定量两方面来描述爆炸过程的力学,这是一门边缘性学科,它涉及爆轰物理学,其内容包括炸药的化学反应特征,炸药的爆轰过程及爆轰参数的理论与工程计算方法等;爆炸气体力学,其内容包括爆炸产物在其形成的特定流场中各个参量:压力场,密度场的计算.     

固体炸药在压剪加载下的起爆特点实验研究

 采用平面正碰撞Y-切面α石英，使之产生压剪波传入粘接在石英后表面的炸药（T/Г40/60，10^#-159）试件中的方法，实现对炸药试件的一维平面压剪复合加载。用埋入多重拉格朗日量计──电磁质速计，记录传入炸药试件中的纵向运动和横向运动变化历史，分析炸药中压剪波的传播规律，从而认识炸药在压剪加载下的起爆响应特点。     

Abrupt transition from viscoelastic solidlike to liquidlike behavior in jammed materials

Using a new rheometrical technique, which makes it possible to determine both the velocity field in steady state and the strain field in the very first instants of the flow, we show that, beyond a critical deformation, typical pasty materials (a foam and a polymeric gel) turn abruptly from a viscoelastic solidlike behavior to a steady liquidlike behavior at a shear rate larger than a critical value.     

测量喷气Z箍缩负载的气流马赫数

 利用双压力传感器的方法测量了喷气Z箍缩负载的气流马赫数。测量得到的气流马赫数最高可达到4.25，它和定常计算的结果4.8很接近，这表明可以用定常计算来估算喷气Z箍缩中超声速喷嘴产生的气流马赫数。     

Shear-induced stress relaxation in a two-dimensional wet foam

We report on experimental measurements of the flow behavior of a wet, two-dimensional foam under conditions of slow, steady shear. The initial response of the foam is elastic. Above the yield strain, the foam begins to flow. The flow consists of irregular intervals of elastic stretch followed by sudden reductions of the stress, i.e., stress drops. We report on the distribution of the stress drops as a function of the applied shear rate. We also comment on our results in the context of various two-dimensional models of foams.     

决定论性逐步加速交通流模型的渐近稳态行为

研究Nagel-Schreckenberg(NS)交通流元胞自动机模型在不考虑车辆随机延迟情况下的决定论性模型的基本图,即渐近稳态的车流平均速度作为车辆密度的函数关系．证明决定论性NS模型,在车流的自组织作用下,其渐近稳态的基本图,与决定论性Fukui-Ishibashi(FI)交通流模型的基本图完全相同．这个结果表明,若把FI交通流模型中的车辆突然加速方式（即车辆速度可以在仅仅一个时步内加速到其最高速限M或前方空距所允许的最大速度）,改变为车辆逐步加速方式（车辆速度在每一时步中最多仅能增加一个速度单位）,则车辆的自组织相互作用,并不会改变其车流的长时间渐近稳态行为． 关键词：     

基于泡沫微观渗流特征的泡沫驱数学模型

通过泡沫微观渗流实验可以看出泡沫在多孔介质内呈现两种渗流状态:流动泡沫和捕集泡沫.泡沫封堵实验可以看出泡沫封堵能力具有叠加性,当泡沫驱达到稳态后,岩心入口端泡沫封堵压力梯度小于岩心后段封堵压力梯度.基于泡沫总量平衡思想和泡沫性质表征模型,建立泡沫驱多组分数学模型.对该模型进行数值求解,模型采用全隐式方法求解.通过与泡沫封堵实验拟合,验证了模型的有效性,在此基础上研究了泡沫驱过程中不同位置处泡沫数目、压力、含水饱和度等泡沫驱渗流特征参数变化规律.     

Steady drainage in emulsions: corrections for surface Plateau borders and a model for high aqueous volume fraction

We compare extensive experimental results for the gravity-driven steady drainage of oil-in-water emulsions with two theoretical predictions, both based on the assumption of Poiseuille flow. The first is from standard foam drainage theory, applicable at low aqueous volume fractions, for which a correction is derived to account for the effects of the confinement of the emulsion. The second arises from considering the permeability of a model porous medium consisting of solid sphere packings, applicable at higher aqueous volume fractions. We find quantitative agreement between experiment and the foam drainage theory at low aqueous volume fractions. At higher aqueous volume fractions, the reduced flow rate calculated from the permeability theory approaches the master curve of the experimental data. Our experimental data demonstrates the analogy between the problem of electrical flow and liquid flow through foams and emulsions.     

Viscous friction in foams and concentrated emulsions under steady shear

We present a model for the viscous friction in foams and concentrated emulsions, subject to steady shear flow. First, we calculate the energy dissipated due to viscous friction inside the films between two neighboring bubbles or drops, which slide along each other in the flow. Next, from this energy we calculate the macroscopic viscous stress of the sheared foam or emulsion. The model predictions agree well with experimental results obtained with foams and emulsions.     

Dry microfoams: formation and flow in a confined channel

We present an experimental investigation of the agglomeration of microbubbles into a 2D microfoam and its flow in a rectangular microchannel. Using a flow-focusing method, we produce the foam in situ on a microfluidic chip for a large range of liquid fractions, down to a few percent in liquid. We can monitor the transition from separated bubbles to the desired microfoam, in which bubbles are closely packed and separated by thin films. We find that bubble formation frequency is limited by the liquid flow rate, whatever the gas pressure. The formation frequency creates a modulation of the foam flow, rapidly damped along the channel. The average foam flow rate depends non-linearly on the applied gas pressure, displaying a threshold pressure due to capillarity. Strong discontinuities in the flow rate appear when the number of bubbles in the channel width changes, reflecting the discrete nature of the foam topology. We also produce an ultra flat foam, reducing the channel height from 250 μm to 8 μm, resulting in a height to diameter ratio of 0.02; we notice a marked change in bubble shape during the flow.     

基于非线性谐波法的离心压气机确定应力场分析

本文采用非线性谐波法与定常计算方法,对离心压气机的内部流场进行了数值模拟,对比了时均流场与定常流场的差别,研究了离心压气机确定应力分布的特点。结果表明,采用非线性谐波方法所得到的压气机内部流场宏观结构与定常结果基本一致,但流场参数分布细节存在较明显差别,且这种差别与对应的确定应力场的分布特征吻合,验证了确定应力是引起时均流场与定常流场差别的原因。对确定应力的分布特征分析表明,离心压气机内确定应力在流向上呈现为从叶轮出口向上下游逐渐递减的趋势,在叶高方向上表现为从叶根到叶顶逐渐递增趋势;且在整体上,确定应力的空间不均匀特性在叶轮出口处最为强烈,表明离心压气机内部最强非定常效应同样位于叶轮出口。