点火能对预混气体爆炸过程及管道薄壁加载响应的影响

在两端封闭的无缝不锈钢管道中,利用压力传感器、应变片以及数据采集系统实验测试了不同点火能作用下,管道内甲烷-空气预混气体爆炸波发展规律及由此造成的管道外壁的动态响应。结果表明,点火能量越大,爆炸反应程度越剧烈,管道内最大爆炸压力就越大,管道薄壁的最大动态应变也越大,爆炸波发展就越迅速,并且管壁动态应变信号和压力波信号出现较好的一致性。本文结果可为油气长输管道的爆炸破坏效应研究提供一种新的思路和方法。     

高能炸药摩擦感度的数值模拟

为了研究炸药摩擦安全性,利用熔化摩擦模型对几种高能炸药的摩擦感度进行了数值模拟,结果符合实验,并根据热分解反应速率分析了感度规律。由于炸药熔点一般低于点火温度,所以基于一个考虑熔化现象的炸药摩擦模型,在炸药感度实验条件下进行了一维数值模拟,给出了炸药熔化结果和摩擦点火的时间:4种摩擦感度较弱的炸药包括DATB、NQ、TATB和TNT的点火时间的顺序即感度顺序符合实验结果,说明摩擦点火模型适应性。进一步结合炸药热分解反应速率的大小顺序,数值模拟证明,在一定摩擦强度下,点火顺序会发生交换,说明摩擦感度实验不能完全说明炸药摩擦感度强弱顺序。     

氢气比例和点火能量对CH4-H2混合气体爆炸强度影响的实验研究

在20 L标准球形爆炸罐内开展了当量比为1的甲烷-氢气-空气混合气体爆炸实验,通过改变点火能量和氢气体积分数,探讨点火能量和气体比例对其爆炸压力和爆炸强度的影响。研究发现:氢气比例越高,爆炸冲击波传播速度越快,点火能对冲击波传播速度的影响相对较小;点火能量的提高对峰值超压有增强作用,氢气比例低时,此增强作用较显著,氢气比例高时,此增强作用较弱;点火能量对爆炸强度指数KG的影响较小,而氢气比例对爆炸强度指数KG的影响十分明显,氢气比例低于50%时,氢气比例的增加对爆炸强度的增强作用较弱,氢气比例高于50%时,氢气的增加对爆炸强度的激励作用急剧增强。另外发现,相同当量比条件下,氢气的爆炸强度指数近似为甲烷爆炸强度指数的10倍。     

车辆点火脉冲对短波电磁环境影响的数值模拟与试验研究

为评估车辆点火脉冲对短波接收站电磁环境的影响,首先分析了车辆点火原理模型,并测试了小轿车、卡车两种典型车辆的点火脉冲生成的频域噪声;其次利用基于距量法的电磁计算软件对小轿车、卡车的点火脉冲等效天线与10 m单极子接收天线之间的传输效应进行了数值模拟与分析,获得传输损耗波动曲线。最后通过3辆汽车点火实测对乡村短波接收站的电磁环境影响进行了对比分析。仿真与实测结果表明:卡车点火脉冲辐射功率高于小轿车辐射功率14 dB;车辆点火脉冲等效天线相对于10 m单极子接收天线,在7.5 MHz传输损耗最小,相距30,100 m时传输损耗分别为24,32.2 dB;试验中,在30 m距离处,3辆小汽车点火脉冲对短波电磁环境的影响为抬高了低频段底噪1～2 dB,当距离增加到100 m以上时,已无明显影响。     

高浓度氩气稀释对C2H2-2.5O2气体直接起爆临界能量影响的实验研究

 采用高压电点火进行直接起爆,通过放电过程中电流的输出信号确定起爆能量,实验测定了C₂H₂-2.5O₂气体和加入摩尔浓度为70%氩气的C₂H₂-2.5O₂混合气体直接起爆的临界起爆能量,研究了高浓度氩气稀释对C₂H₂-2.5O₂混合物临界起爆能量的影响。实验测得的混合物临界起爆能量实验值与Lee等人的表面积能量理论值基本吻合。研究表明：C₂H₂-2.5O₂气体和加入摩尔浓度为70%氩气的C₂H₂-2.5O₂混合气体的临界起爆能量均依赖于初始压力,并呈反相关指数关系;在相同实验条件下,高浓度氩气稀释极大提高了混合气体直接起爆的临界起爆能量。分析认为,由于临界起爆能量正比于诱导区长度的3次方,因此在相同初始压力下,高浓度氩气的稀释增加了C₂H₂-2.5O₂混合气体爆轰诱导区长度,并最终导致其临界起爆能量的显著上升。     

Design of an Indirect-Drive Pulse Shape for ~1.6 MJ Inertial Confinement Fusion Ignition Capsules

We present a design of indirect-drive pulse shape for inertial confinement fusion ignition capsules using laser energy 1.6 MJ with a moderate gain （~10） on the Shenguang 1V laser facility. The trade-off fuel compression （pressure） for resistance to the hydrodynamic instability （HI） in the recent high-foot （HF） implosion campaign [Dittrieh T t et al Phys. Rev. Lett. 112 （2014）055002] is recovered. The proposed design modifies the ＂main＂ pulse shape, which features a decompression-recompression step for the fuel shell resulting in higher areal density than that of the ＂simple＂ HF design, and thereby approaches the conditions required for ignition avoiding at the expense of more laser energy while holding the HI under control.     

基于PWM整流器的大功率等离子体点火电源

对大功率等离子体点火电源中脉宽调制(PWM)整流参数和控制环进行了设计,提升了PWM整流输出电压抗负载扰动能力,实验验证了所提方案的有效性。     

固体火药的着火特性研究──激光点火实验

利用１０．６ｍ　ＣＯ＿２激光作热源，在常压下对不同的固体火药［黑火药，１１／７，６／７松樟（５％）（表面经松香障脑处理）及６／７松石（表面经松香石墨处理）］进行了点火试验，研究了发射药，特别是阻燃药的看火性能。实验中采用光电二极管和热电偶测量点火延迟时间及火药表面温度变化，结果令人满意。     

高含能颗粒床中瞬变点传火过程的三维两相流数值模拟

结合火炮工程背景，建立高含能稠密颗粒床中非定常三维两相流与点火器中非定常一维两相流的数理模型，并考虑主装药床与点火器的相互耦合作用。采用分数步法（ＦＳＭ）数值求解。发现在点传火阶段，膛内存在明显的三维效应，并伴随波动现象，火药颗粒向壁面聚集。部分计算结果与试验结果相一致。     

激波与沉积可燃粉尘相互作用的实验研究

在新建立的激波管中实现了激波对沉积可燃粉尘的卷扬与点火。利用自行设计的瞬态阴影摄影系统和高空间分辨率的新型红外光敏二极管成功拍摄了激波后燃烧粉尘云的阴影图像和测量了激波后可燃粉尘的点火诱导时间。通过对实验结果的较深入的分析，揭示了激波与可燃粉尘床相互作用的基本特征