爆轰产物组成和爆轰参数计算方法的理论研究

为实现爆轰产物组成和爆轰参数的计算,采用拉格朗日乘数法和牛顿迭代的方法预测爆轰产物组成,利用BKW状态方程预测爆轰参数,在0~600 GPa和300~15 000 K压力温度范围内选取金刚石作为碳的生成相;对爆轰产物系统采用最小自由能原理,结合牛顿迭代法求解爆轰产物的化学平衡方程组;对BKW状态方程参数提出修订,取α=0.5,β=0.298,θ=6 620,κ=9.50;采用自编程序实现计算过程。使用此方法和Hugoniot关系计算密度为1.77 g/cm3的PETN爆轰CJ点爆轰参数验证计算精度,结果显示计算与实验结果的误差均小于1%。利用此方法结合Hugoniot关系预测出爆轰CJ点的产物密度为2.43 g/cm3。     

用 KHT 状态方程计算炸药爆轰参数

调整了部分气态爆轰产物的ＫＨＴ状态方程参数及游离Ｃ的Ｃｏｗａｎ状态方程参数，应用新参数计算了典型单质炸药、混合炸药和燃料空气炸药的爆轰性能。结果表明，应用新参数得出的炸药爆轰性能更加接近实验值；对于含铝炸药，与文献相比，计算结果不仅与实验相符，而且体现了铝为高能添加剂的特点。     

遗传算法在炸药爆轰参数计算中的应用

为解决爆轰参数计算中自变量取值范围要求严格以及收敛性差等问题,在最小自由能法的基础上,引入遗传算法建立了炸药爆轰参数的计算方法,并利用典型单质炸药和混合炸药的实验结果对计算结果进行了验证。结果表明:采用该方法计算得到的单质和混合炸药的爆速、爆压与实验测试结果基本一致,误差在5%以内,满足炸药性能预估的要求;该方法人工干预弱,只需一次性确定少数主要组分物质的量的变化范围,可适应于多配方优化计算。     

爆轰计算JWL状态方程参数的不确定度

针对爆轰计算JWL状态方程参数,开展不确定度量化研究。首先从JWL状态方程性质出发,结合数学、物理分析确定JWL状态方程中主要参数R1 的概率分布范围,然后利用非嵌入多项式混沌展开方法对PBX9404炸药驱动飞层外界面速度进行了不确定度量化分析。给出的分析方法与分析流程对爆轰计算及其他工程数值模拟不确定度量化有一定参考作用。     

应用LJD理论计算凝聚炸药的爆轰参数

本文采用Buckingham 6-exp势并考虑多层分子对笼子势能的贡献,导出了LJD模型的状态方程。用它计算了51种CHNO系炸药爆轰产物的平衡成分和CJ参数。在TQ16机上计算每个CJ点的机时约为30秒。     

炸药爆轰参数的测量

爆轰学的发展是随着实验测量技术的不断发展而发展的。从实验观察结果与理论假设之间的偏差中,促进了爆轰学研究的不断创新。 自Berthlot等人发现爆轰现象已有百多年的历史。一个多世纪以来,测量技术有了很大的提高。当初,人们只能用简单的电探针技术测量爆轰波阵面的传播速度,而现在已发展到用Lagrange量计测量压力剖面和粒子速度剖面。在光测技术方面,最初只能用高速转镜相机观察爆轰波阵面的传播,以后又发展到用纹影技术观察气体爆轰波结构。目前又发展到用激光干涉仪等技术观察凝聚炸药内反应区特性。     

液体燃料云雾爆轰参数实验

为深入了解液体燃料云雾爆轰机理,借助自行设计和建造的立式爆轰管,并采用升降法和烟迹技术,对环氧丙烷等液体燃料云雾爆轰参数(爆速、爆压、临界起爆能和爆轰胞格尺寸)与当量比的关系进行了实验研究。结果表明,环氧丙烷的爆速和爆压随当量比的增加先增大后平缓减小;碳氢液体燃料云雾爆轰的临界起爆能与当量比呈U型关系,最佳值点偏向富燃料一侧;临界起爆能的大小与燃料的分子结构和挥发性有密切关系,IPN和PO 临界起爆能相当,而烷烃类临界起爆能均较大。环氧丙烷在25和50 ℃时的爆轰胞格宽度与当量比皆呈U型关系,最小值点偏向富燃料一侧;气相爆轰胞格宽度比云雾爆轰略小。常温下环氧丙烷云雾爆轰主要由气相反应所控制。     

随机选取法计算化学反应流爆轰过程引起的参数涨落

利用ＲＣＭ（随机选取法）解反应流爆轰问题时,掌握影响流动参数随机涨落的主要因素是选择适当计算参数、保证得到正确结果的关键。各种流动参数的随机涨落相互关联,只需要搞清楚炸药未反应质量分数的随机涨落并做出分析,其它流动参数涨落的情况也就清楚了。给出了影响未反应质量分数涨落的因数,同时还给出了具体算例,检验所得结论的正确性。     

用光电技术测定爆轰参数

本文介绍了一种用光电技术同时测定爆速和爆温、爆压和爆温的方法。用光电比色技术测定炸药爆轰温度的同时,用两个爆轰面上爆轰的时间差计算爆轰波速度;或用透明介质中冲击波速度来反算炸药中的爆轰压力。方法原理可靠,技术简便。     

气云爆轰的一维模型

激波作用下，悬浮液谪在高温、高压和高速气流中变形、蒸发、剥离甚至破碎。雾化燃料经过一段延迟时间后点火燃烧释放出大量的能量。这些能量由局部爆炸波所携带，通过碰撞传递给引导微波，从而使气云爆轰波自持。文中提出的气云爆轰的一维模型考虑了上述基本过程，并从理论上推导了点火面和ＣＪ面的判据。通过计算，文中讨论了气云爆轰的松弛结构和影响ＣＪ爆速的因素，爆速的计算值与实验值基本相符。     

计算钝感炸药爆轰过程的一种新反应率模型

根据钝感炸药爆轰过程中含有激化过程和慢反应,建立了一种新的反应率模型。与其他反应率模型相比,这种反应率模型可以应用于较粗的网格。在每厘米50个网格条件下,炸药驱动铝飞片和钽飞片的自由面计算结果与实验结果很接近。同时,应用此反应率模型计算了钝感炸药驱动LiF过程,在每厘米50个网格的条件下,炸药与LiF间速度的计算值同实验值接近,且误差随网格尺寸变小而变小。这些表明,此反应率模型能够在较粗的网格条件下,比较准确地描述钝感炸药驱动飞片过程,有利于在工程实际中应用。     

滑移爆轰作用下多层金属平板的爆炸复合参数的计算方法

本文建立了多层金属平板在滑移爆轰作用下,各层间存在不同程度加速运动时的二维计算公式。根据材料性质所事先给定的各层最佳碰撞角,可计算出各层相应的最佳飞行间距。计算结果和实验对比表明:在多达10层铝板复合的各层角和X光实测值仍相当一致。     

计算发散爆轰波传播的DSD方法

首先对爆轰冲击动力学（ＤＳＤ）方法的理论基础进行了探讨,完整地给出了它的数学表达,并研究了它的具体计算问题,指出了它的难点在于动边界问题的处理、然后针对两种特殊的几何条件,提出了用变量替换方法变动边界为定边界的思路。最后,根据计算结果,讨论了各种参数对波形的影响,特别是钝感炸药和敏感炸药所体现出的差异。     

高分辨率格式值计算爆轰问题的优越性

高分辨率总变差不增格式（ＴＶＤ）应用于一维，二维反应流体力学Ｅｕｌｅｒ方程线取得了成功，特别是通过ＴＶＤ格式与经典Ｇｏｄｕｎｏｖ格式，对化学反应流气本爆轰问题数值实验突出了高分辨率格式计算化学反应的流的优越性。     

一维粉尘爆轰波结构的数值计算

本文发展了P.Wolanski等人建立的关于一维自持粉尘-空气混合物的爆轰模型,考虑了气、固两相通过击波以后的温度弛豫效应。作者根据文献中所建立的Chapman-Jouguet条件的表述:在定常爆轰的C-J平面上,我们有M=1和dM=0,给出了一种确定自持爆速的有效算法。这一方法具有独立于方程组的积分方式,因而优于至今人们给出的其他同类算法。用改进后的模型和算法,作者对粉尘爆轰波结构的基本特征和参数影响作了初步探讨。文中一些理论结果还与国外同类实验结果进行了对比。     

基于多项式混沌方法对C-J爆轰参数不确定度的分析

Chapman-Jougeut理论是预测波后爆轰物理量状态的有力工具,但以往的研究未考虑模型中的不确定因素及其影响。事实上,不确定度会影响数值模拟的预测能力和可靠性。首先,通过剖析爆轰机理,深入挖掘爆轰建模与模拟中的不确定因素。假设PBX-9502的初始密度和爆速服从对数正态分布,结合真实的试验数据,通过参数估计和Anderson-Darling假设检验法标定初始密度和爆速的概率密度函数。Beta分布用以定量刻画没有物理意义的、唯象参数的不确定度,形状参数和支集源于工程经验。Rosenblatt变换将相关的、非Gauss随机变量转化成相互独立的标准正态分布。然后,使用非嵌入多项式混沌研究高维爆轰不确定度传播。具体而言,针对一元多项式混沌,正交多项式通过Gauss-Hilbert空间中的Gram-Schmidt方法导出,六点Gauss求积方法用以计算多项式混沌的系数。使用权重和Gauss求积点的全张量积计算多元多项式混沌。最后,通过多元多项式混沌得到感兴趣量的概率密度函数以及对应的期望、标准差和置信区间等Gauss统计量。研究结果表明：波后压力波动较大,置信区间较宽,与孙承纬的“爆轰压力...     

一种与爆轰参数封闭的JWL方程参数确定方法

利用数值模拟和理论计算分析了炸药JWL状态方程参数与爆轰参数封闭的重要性;获得了利用圆筒实验测试结果计算炸药爆轰产物绝热等熵指数和爆压的方法;建立了与爆轰参数封闭的JWL状态方程参数的确定方法,并依据公布的圆筒实验数据,应用于两种典型炸药JWL状态方程参数的确定,获得的参数与炸药爆轰参数严格封闭,数值模拟结果与实验结果一致性好,表明炸药JWL参数确定方法合理可靠。     

用冲击大电流的磁场测定爆轰参数

EMVG技术(简称电磁法)是测量炸药爆轰参数及冲击波参数的有效方法。然而目前由于采用电磁铁作为磁场装置,给这种方法带来一定的缺点:如为了避免磁场装置受到破坏,必须对实验用的装药量严格限制;由于电磁铁的磁饱和及其它原因,磁场不易做得很强,因而信噪比比较低;每次爆炸都会使磁极受到不同程度的破坏,磁场的重复性难以保证等。为了克服这些缺点,提高电磁法的科学性与实用性,我们进行了一些初步的改进。     

模型复合推进剂燃烧转爆轰研究

本文较详细地研究了模型推进剂(AP/wax,AP/A1/wax,AP/RDX/A1/wax)由燃烧转爆轰(DDT)的过程。分析了装药密度和铝粉含量对装药DDT的影响。结果表明:模型推进剂当其配比接近零氧平衡时较易产生DDT;含与不含铝粉的AP/粘合剂系复合推进剂药柱以及硝胺含量为20％的AP/硝胺炸药/A1粘合剂系复合推进剂药柱都不可能产生DDT。     

爆轰波与惰性介质相互作用的迭代收敛计算

爆轰波与惰性介质相互作用的计算。可以用解析解和作图法求解。但在解析解求解中会遇到迭代发散问题。本文利用解反函数的办法进行计算,使迭代过程收敛。文中分别给出反射冲击波和反射稀疏波两种情况的迭代收敛计算公式。公式是按强爆轰的形式给出的,其中包括了C-J爆轰的特殊情况。