基于LADM模型的爆轰参数计算

炸药爆轰以高低两种速度稳定传播。经典的ZND模型没有对应于低速爆轰的数学解,无法计算低速爆轰参数。而LADM爆轰模型(Least Action Detonation Model)有四组数学解析解。其中一组解对应于高速爆轰,可取代有争议的CJ假设;另一组解对应于低速爆轰,可计算低速爆轰速度。本文用这两组解计算了四种常用炸药的高/低速爆轰参数,不需要CJ假设等任何假设。结果表明:高速爆轰速度的实测值与计算值的相对误差范围是0.069%~1.38%;炸药的绝热指数γ1为1.239~1.312,接近多原子气体的理论值1.286;爆轰产物的绝热指数γ2为1.425~1.462,略大于双原子气体的理论值1.400。     

爆轰等容终点的四组理论解

用Hamilton原理描述爆轰产物粒子运动并最终耗散为热的过程,证明爆轰过程反应区有四组理论解可以达到等容终点,即反应区的多变量解、等温过程解、等压过程解、等容过程解;修正了经典的ZND模型由于忽略输运效应而认为爆轰过程不可能达到等容终点的结论。本文结果与实验结果较为一致。     

爆轰模型熵问题的探讨

 爆轰模型过程终点熵最低的问题长时间困扰着爆轰科学。牛顿力学对于时间t→-t反演不变,忽略热力学而只用力学方法研究不可逆爆轰过程可能产生不合理的结果。CJ和ZND模型中的有序假设,即爆轰产物粒子朝着同一方向作有序运动的假设,决定了终点熵最低和不处于热力学平衡态。把CJ和ZND模型的某些结论绝对化,阻碍建立熵最高的爆轰模型。     

对爆轰CJ模型和ZND模型合理性的讨论

 CJ模型和ZND模型未充分考虑爆轰过程中由于热量瞬时释放所带来的本质变化，它们所确定的爆轰终点状态是所有可能状态中熵值最低的，实现的概率极小。终点状态应该由热力学确定，ZND模型达不到热力学确定的平衡终态。爆轰模型应该同时符合流体力学定律和热力学定律。