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燃料抛撒成雾及其燃烧爆炸的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟研究

陈福振 强洪夫 苗刚 高巍然

燃料抛撒成雾及其燃烧爆炸的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟研究

陈福振, 强洪夫, 苗刚, 高巍然
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  • 燃料在炸药爆炸驱动下形成燃料空气爆炸云团, 进而引燃爆炸, 对目标造成毁伤. 本文在前期提出的光滑离散颗粒流体动力学方法(SDPH)的基础上, 引入描述炸药由爆轰到膨胀整个过程的Jones-Wilkins-Lee状态方程及描述气体快速燃烧过程的EBU-Arrhenius燃烧模型, 建立了求解战斗部起爆、燃料抛撒和燃料二次引燃爆炸问题的新型SDPH方法. 设计了圆环形燃料颗粒在炸药爆炸驱动下运动抛撒的算例进行数值验证, 结果与理论相符; 对燃料空气炸药(FAE)云雾的形成和发展过程进行了数值模拟, 分析了云雾的形态, 并与实验结果进行对比, 符合较好, 同时分析了不同起爆方式对云雾团成型的影响; 最后, 在云雾团成型的基础上, 引入蒸发燃烧模型对FAE的燃烧爆炸过程进行了模拟研究. 结果表明, 本文建立的数学模型和计算方法可以较好的模拟燃料空气炸药抛撒成雾及云雾燃烧爆炸过程, 为该类武器装备的设计研究提供了较好的数值方法.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51276192)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-02
  • 修回日期:  2015-03-12
  • 刊出日期:  2015-06-05

燃料抛撒成雾及其燃烧爆炸的光滑离散颗粒流体动力学方法数值模拟研究

  • 1. 第二炮兵工程大学601室, 西安 710025;
  • 2. 第二炮兵工程大学青州士官学院, 青州 262500;
  • 3. 第二炮兵装备研究院一所2室, 北京 100085
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51276192)资助的课题.

摘要: 燃料在炸药爆炸驱动下形成燃料空气爆炸云团, 进而引燃爆炸, 对目标造成毁伤. 本文在前期提出的光滑离散颗粒流体动力学方法(SDPH)的基础上, 引入描述炸药由爆轰到膨胀整个过程的Jones-Wilkins-Lee状态方程及描述气体快速燃烧过程的EBU-Arrhenius燃烧模型, 建立了求解战斗部起爆、燃料抛撒和燃料二次引燃爆炸问题的新型SDPH方法. 设计了圆环形燃料颗粒在炸药爆炸驱动下运动抛撒的算例进行数值验证, 结果与理论相符; 对燃料空气炸药(FAE)云雾的形成和发展过程进行了数值模拟, 分析了云雾的形态, 并与实验结果进行对比, 符合较好, 同时分析了不同起爆方式对云雾团成型的影响; 最后, 在云雾团成型的基础上, 引入蒸发燃烧模型对FAE的燃烧爆炸过程进行了模拟研究. 结果表明, 本文建立的数学模型和计算方法可以较好的模拟燃料空气炸药抛撒成雾及云雾燃烧爆炸过程, 为该类武器装备的设计研究提供了较好的数值方法.

English Abstract

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