一种水中爆炸气泡脉动实验研究方法

 在2 m×2 m×2 m的实验水箱中开展小当量PETN炸药水中爆炸气泡脉动实验时,利用弹性波从声阻抗高的物质传入声阻抗低的物质时的“减震缓冲”原理,采用在水箱壁贴低声阻抗材料的方法,有效降低了水箱壁反射冲击波对气泡脉动过程的影响,获得了清晰的气泡脉动过程图像、气泡水射流形成过程图像和气泡脉动压力曲线。将水箱实验结果与8 kg TNT当量爆炸水池实验结果对比,得到的最大相对误差仅为5.1%,验证了水箱实验方法的准确性,为炸药水中爆炸气泡脉动现象研究提供了一种简便有效的实验方法。     

水中爆炸气泡脉动现象的实验研究

在实验水箱中采用高速摄影技术获得了炸药水中爆炸气泡脉动过程图像。实验结果表明:短长径比（1.05）PETN炸药水中爆炸产生的气泡形状近似球形,气泡脉动周期和半径随炸药质量的增加而增大。在膨胀阶段,气泡中心位置保持不变,随着体积的不断缩小,气泡上浮越来越明显。受重力影响,气泡下表面收缩速度高于上表面,在收缩至最小时下表面向上冲顶,气泡溃灭形成水射流。     

柱形装药水中爆炸气泡的形态演变

 采用高速摄影方法在实验水箱中获得了长径比为3.35~6.75的柱形PETN炸药水中爆炸气泡脉动的图像,进而结合真实的爆轰过程和Rayleigh气泡运动方程,研究了气泡的形态演变规律。研究结果表明,柱形装药在水中爆炸时,形成的初始气泡的形状为非球对称形,这种非对称特征随长径比的增加而增大。气泡表面的运动也表现出明显的非球对称特征,气泡表面在装药径向的膨胀运动呈指数衰减,在装药轴向两端的膨胀运动更接近于分段线性衰减。气泡表面的不对称运动与柱形装药水下爆炸的能量输出结构不均有关,与冲击波的有效能量分布规律是相似的。     

双椭圆界面Richtmyer-Meshkov流动中的相互干扰效应

实验研究了在马赫数为1.18的平面激波冲击作用下,双椭圆界面RichtmyerMeshkov不稳定性演化的动力学过程。椭圆短轴b与入射激波方向垂直,通过改变双椭圆的中心间距d,采用片光高速摄影和PIV(粒子图像测速)技术,观测了4种不同情形的演化模态,获得了界面演化多幅像和700μs时刻的速度场,分析了双椭圆气柱之间的相互干扰效应。当d/b为4.0或3.0时,相互干扰效应较弱,双椭圆气柱演化为两个反向旋转的对涡,速度极大值接近30m/s,出现在2个位置,速度最小值几乎为零,出现在4个位置。当d/b为2.0或1.2时,相互干扰效应很强,两个内涡完全消失,双椭圆气柱演化为一个反向旋转的涡对结构,速度极大值出现在4个位置,速度极小值出现在两个位置。d/b=2.0时,界面演化图像与圆形气柱演化过程类似。相比d/b=2.0的情形,d/b=1.2时产生更大的斜压涡量,界面演化发展更快,后期出现二次涡现象和分叉结构,整体结构类似于单椭圆气柱演化过程。当d/b在2.0~3.0之间变化时,存在一个是否形成两个内涡的非线性临界值。针对双气柱界面演化明显的内涡弱化现象,分析了4种可能的机制。     

弹丸挤进压力对平衡炮内弹道性能的影响研究

 利用工程法和挤进时期内弹道法计算了某口径平衡炮的弹丸挤进压力,分析了其对内弹道性能的影响。只要参数选取合理,便可用工程值代替挤进时期内弹道计算值,既简化了计算模型,又满足了试验精度,还可为此类火炮内弹道建模和试验提供依据。