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高速红外测温系统
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作者 郭来功 刘安坤 +1 位作者 黄晨瑞 穆朝民 《红外技术》 北大核心 2025年第1期36-43,共8页
针对于高速测温系统存在的响应时间慢、校准复杂、不适用特殊环境等问题,设计了以STM32F429IGT6微控制器为控制核心,以光学系统、制冷型红外探测器为主体的制冷型高速红外测温系统。光学系统采用金属抛物面反射镜构建光学组件,结合制冷... 针对于高速测温系统存在的响应时间慢、校准复杂、不适用特殊环境等问题,设计了以STM32F429IGT6微控制器为控制核心,以光学系统、制冷型红外探测器为主体的制冷型高速红外测温系统。光学系统采用金属抛物面反射镜构建光学组件,结合制冷型红外探测器完成光电转换,由微控制器进行高速采集。系统采样率为1 MHz,采用SD卡进行数据存储,可在屏幕上显示温度变化波形。采用黑体炉静态标定法进行温度标定,对温度与电压信号之间的关系进行最小二乘拟合,得到了电压-温度关系式,测量误差为±1℃,温度测量有效范围为10~200℃。标定后使用霍普金森压杆冲击实验进行了系统应用测试。测试结果表明,制冷型高速红外测温系统具有微秒级温度变化的探测能力,响应时间快,操作与校准简单,在动态高速测温领域具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 光学系统 制冷型红外探测器 高速采集 黑体炉 霍普金森压杆
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高速冲击下混凝土动力学性质和动态温度研究
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作者 黄晨瑞 穆朝民 +2 位作者 刘安坤 黄禧隆 张昌辉 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第5期40-57,共18页
为研究冲击作用下混凝土的动态力学性质和裂纹处的动态温度,采用系统响应速率达到微秒级的自搭建高速红外测温系统,结合霍普金森压杆试验装置,通过静态标定试验拟合了钢-聚丙烯纤维混凝土(steel-polypropylene fiber reinforced concret... 为研究冲击作用下混凝土的动态力学性质和裂纹处的动态温度,采用系统响应速率达到微秒级的自搭建高速红外测温系统,结合霍普金森压杆试验装置,通过静态标定试验拟合了钢-聚丙烯纤维混凝土(steel-polypropylene fiber reinforced concrete,SPFRC)的温度曲线。结果表明:混凝土试件的温度演化与力学性能存在明显的耦合效应,钢纤维体积掺量对动力学性能和温度影响很大,混凝土抗压强度随着钢纤维掺量的增加而增大;其中1.5%钢纤维体积掺量的试件表现出最佳的力学性能,当钢纤维体积掺量达到2.0%时,由于混凝土内部空隙增多,导致其力学性能略有下降。在冲击过程中,裂纹处的动态温度效应呈现“台阶状”特征,温度变化分为两个阶段:在裂纹初期,温度上升缓慢,而裂纹扩展后,摩擦和剪切效应加剧,导致裂纹处温度急剧上升。不同钢纤维体积掺量对温度变化的影响有限,其峰值温度和峰值应力呈现相似的规律,温度的主要变化由裂纹扩展和摩擦效应决定。 展开更多
关键词 钢-聚丙烯纤维混凝土(SPFRC) 动态温度 红外测温
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高温后礁灰岩物理特性及静态力学性能研究
3
作者 樊蛟洋 穆朝民 《广东建材》 2025年第4期26-29,共4页
为了探究高温对礁灰岩的物理力学特性的影响,对常温(25℃)和不同温度(100℃、200℃、300℃和400℃)处理后的礁灰岩试样开展物理测试和静态巴西劈裂试验,分析了高温后礁灰岩物理力学特性及静态力学性能与温度的相关性。结果表明:纵波波... 为了探究高温对礁灰岩的物理力学特性的影响,对常温(25℃)和不同温度(100℃、200℃、300℃和400℃)处理后的礁灰岩试样开展物理测试和静态巴西劈裂试验,分析了高温后礁灰岩物理力学特性及静态力学性能与温度的相关性。结果表明:纵波波速与质量损失率均呈现先增后减的趋势,高温作用下礁灰岩内部裂隙逐渐增加;不同温度等级的应力-应变曲线的总体趋势大致相似,且礁灰岩试件在破坏后依然具有一定的残余强度;随着试件加热温度的增大,抗拉强度呈现先增后减的趋势,于100℃时达到峰值。 展开更多
关键词 礁灰岩 高温 物理力学特性 抗拉强度
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高瓦斯低透气性煤体定向聚能爆破增透机制 被引量:45
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作者 穆朝民 王海露 +1 位作者 黄文尧 况常见 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2496-2500,共5页
针对传统煤层预裂爆破增透存在的问题,对定向聚能爆破控制裂纹演化方向的理论和方法进行研究,即通过聚能射流的初始导向裂纹与后续高压气体形成的气楔联合作用,达到控制裂纹演化方向和长度的目的。基于模型试验和数值模拟,探讨了定向聚... 针对传统煤层预裂爆破增透存在的问题,对定向聚能爆破控制裂纹演化方向的理论和方法进行研究,即通过聚能射流的初始导向裂纹与后续高压气体形成的气楔联合作用,达到控制裂纹演化方向和长度的目的。基于模型试验和数值模拟,探讨了定向聚能爆破聚能方向和非聚能方向裂纹演化的机制。在潘三矿掘进工作面现场运用定向聚能爆破技术,达到增加煤体裂纹与保护围岩稳定性有机的统一。试验结果表明:爆破后3 h内抽采瓦斯量变化最为明显,其中最大抽采量是原始抽采量的470倍。有效抽采半径为7 m以内,爆破后顶板振幅约为0.23 cm。 展开更多
关键词 瓦斯灾害 爆炸力学 增透 聚能
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爆炸波在高饱和度饱和土中传播规律的研究 被引量:13
5
作者 穆朝民 任辉启 +1 位作者 李永池 辛凯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期875-880,共6页
通过在φ2.5×5m模拟爆炸装置中进行饱和土爆炸试验,得到了变埋深条件下饱和土中的压力实测波形,实测到了冲击波和弹性波,二者之间具有较明显的分界,爆炸近区和远区荷载形式具有较大的区别。通过综合分析给出了饱和土中波的传播规律... 通过在φ2.5×5m模拟爆炸装置中进行饱和土爆炸试验,得到了变埋深条件下饱和土中的压力实测波形,实测到了冲击波和弹性波,二者之间具有较明显的分界,爆炸近区和远区荷载形式具有较大的区别。通过综合分析给出了饱和土中波的传播规律,揭示饱和土中爆炸冲击波传播时出现流体动力区和冲击波形成等性质,建立了饱和土双线性递增硬化本构关系,确定了由冲击波向弹性波转换的分界压力。 展开更多
关键词 爆炸力学 饱和土 爆炸冲击波 本构关系
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爆室内爆炸流场演化与壳体动力响应研究 被引量:12
6
作者 穆朝民 任辉启 +1 位作者 李永池 辛凯 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期106-111,共6页
针对内爆炸载荷的特点,采用等效单自由度法与薄膜理论分别得出了等效静载动效系数的解析式与径向位移的动态表达式。将反射压力代入径向位移与动效系数表达式中,得到最大径向位移与等效静载的解析式。所得解析式计算值与实验和数值模拟... 针对内爆炸载荷的特点,采用等效单自由度法与薄膜理论分别得出了等效静载动效系数的解析式与径向位移的动态表达式。将反射压力代入径向位移与动效系数表达式中,得到最大径向位移与等效静载的解析式。所得解析式计算值与实验和数值模拟结果符合较好。运用三维有限元编码与现场实测的方法对爆室内冲击波流场的演化及壳体动力响应规律进行了研究。结果表明:①内爆炸加载容器的动力响应主要取决于首次压力脉冲。②壳体的最大应变由近爆点向远爆点方向逐渐降低。研究结果为相似工程设计提供了参考。 展开更多
关键词 爆炸力学 动力响应 动效系数 数值模拟
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煤体在高压水射流作用下的损伤机制 被引量:37
7
作者 穆朝民 王海露 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1515-1520,共6页
为研究高压水射流破煤的力学机制,煤体采用J-H-C含损伤本构模型,水射流采用Bridgman状态方程,用固-流耦合算法对高压水射流冲击煤体的损伤机制进行有限元数值计算,得出了煤体在不同冲击压力水射流作用下的损伤形式,模拟与现场试验结果... 为研究高压水射流破煤的力学机制,煤体采用J-H-C含损伤本构模型,水射流采用Bridgman状态方程,用固-流耦合算法对高压水射流冲击煤体的损伤机制进行有限元数值计算,得出了煤体在不同冲击压力水射流作用下的损伤形式,模拟与现场试验结果基本一致。研究结果表明,不同水压的水射流冲击煤体形成的损伤机制存在差别,煤体在高压水射流作用下的损伤是阶梯式,煤体在高压水射流冲击下形成压缩波和拉伸波的复合作用是形成煤体损伤的主要原因,随着破煤过程的进行,压缩区和拉伸区有进一步减小的趋势;对于不同强度煤体存在临界破煤压力和最佳破煤压力。 展开更多
关键词 水射流 数值模拟 损伤 本构模型
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爆炸冲击波在复杂坑道内传播规律的数值研究 被引量:17
8
作者 穆朝民 任辉启 +1 位作者 李永池 辛凯 《爆破器材》 CAS 2008年第5期1-4,共4页
研究二维爆炸流场中空气冲击波在复杂坑道内传播的机制。对多物质流采用Eu ler方法和NND格式,对爆轰产物采用JWL状态方程;自行编制二维爆炸模拟计算程序。试验结果与数值模拟基本相符,反映了爆炸冲击波在坑道内传播的详细过程。结果表明... 研究二维爆炸流场中空气冲击波在复杂坑道内传播的机制。对多物质流采用Eu ler方法和NND格式,对爆轰产物采用JWL状态方程;自行编制二维爆炸模拟计算程序。试验结果与数值模拟基本相符,反映了爆炸冲击波在坑道内传播的详细过程。结果表明:采用穿廊式出入口,可以削弱进入坑道内55%的空气冲击波强度;采用穿廊加扩散室可以削弱进入坑道75%的冲击波强度。 展开更多
关键词 爆炸力学 数值模拟 爆炸冲击波 复杂坑道
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爆炸冲击波对墙体绕射效应的研究 被引量:9
9
作者 穆朝民 任辉启 +1 位作者 李永池 辛凯 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2009年第5期35-40,共6页
采用试验与数值模拟相结合的方法,对爆炸冲击波作用于防爆墙的载荷与冲击波绕过防爆墙的规律进行了研究.采用压力传感器测压技术获得了防爆墙前后不同距离的压力曲线.数值模拟基于ALE方法与JWL状态方程,试验结果与数值模拟基本相符,给... 采用试验与数值模拟相结合的方法,对爆炸冲击波作用于防爆墙的载荷与冲击波绕过防爆墙的规律进行了研究.采用压力传感器测压技术获得了防爆墙前后不同距离的压力曲线.数值模拟基于ALE方法与JWL状态方程,试验结果与数值模拟基本相符,给出了冲击波作用于防爆墙迎爆面上的载荷并研究了冲击波绕过防爆墙详细过程.通过综合分析,得到了爆炸冲击波绕流的内在机理为防爆墙的设计与加固提供依据和参考. 展开更多
关键词 爆炸力学 压力分布 试验研究 环流超压
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爆炸荷载作用下煤体裂纹扩展机理模型实验研究 被引量:26
10
作者 穆朝民 齐娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第13期58-61,共4页
为研究煤体在柱状装药爆炸荷载作用下裂纹扩展机理,以Froude比例法为指导,建立煤层预裂爆破的模型实验。得到爆炸波在模型介质中传播的压力波形及模型表面加速度、应变、位移波形。描述模型在爆炸荷载作用下的宏观破坏现象。研究结果表... 为研究煤体在柱状装药爆炸荷载作用下裂纹扩展机理,以Froude比例法为指导,建立煤层预裂爆破的模型实验。得到爆炸波在模型介质中传播的压力波形及模型表面加速度、应变、位移波形。描述模型在爆炸荷载作用下的宏观破坏现象。研究结果表明:模型实验与现场试验结果基本一致;裂纹主要是由压缩波与卸载波共同作用形成的;裂纹扩展方向与炮孔轴线方向垂直。 展开更多
关键词 爆炸力学 含瓦斯煤 柱状装药 模型实验
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射弹侵彻块石遮弹层的数值模拟 被引量:9
11
作者 穆朝民 施鹏 辛凯 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期4-8,共5页
运用Ls-dyna软件对弹体侵彻单块岩石和块石遮弹层进行数值模拟。结果表明:块石层对弹体侵彻具有很好的防护效果,块石破碎产生强烈的局部应力使弹体产生偏转从而减小侵彻的深度;块石必须有一定的尺寸大小和强度与弹体相匹配,设计良好并... 运用Ls-dyna软件对弹体侵彻单块岩石和块石遮弹层进行数值模拟。结果表明:块石层对弹体侵彻具有很好的防护效果,块石破碎产生强烈的局部应力使弹体产生偏转从而减小侵彻的深度;块石必须有一定的尺寸大小和强度与弹体相匹配,设计良好并且有一定厚度的块石层能有效地阻止弹体侵彻。 展开更多
关键词 爆炸力学 侵彻 弹丸 块石遮弹层
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煤体在冲击荷载作用下的损伤机制 被引量:15
12
作者 穆朝民 宫能平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2011-2018,共8页
以静力学、冲击动力为实验手段,得出煤在不同应变率荷载下的应力-应变关系。根据实验结果及煤体动态力学特征,通过改进朱-王-唐本构模型建立了体现煤体应变率效应、损伤特征的本构方程。将建立的方程嵌入有限元程序中对煤体在不同峰值... 以静力学、冲击动力为实验手段,得出煤在不同应变率荷载下的应力-应变关系。根据实验结果及煤体动态力学特征,通过改进朱-王-唐本构模型建立了体现煤体应变率效应、损伤特征的本构方程。将建立的方程嵌入有限元程序中对煤体在不同峰值冲击荷载作用下的损伤机理进行研究,研究结果表明:煤体在冲击荷载下出现层状间隔劈裂结构,煤体的劈裂损伤主要有2种形式:①由较大拉剪应力形成的"快速跃升式"损伤;②拉剪-压剪交替作用累积形成的"慢速阶梯式"损伤。 展开更多
关键词 冲击荷载 损伤 应变率 数值模拟 本构方程
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爆室内爆炸流场演化与壳体动力响应的数值模拟 被引量:4
13
作者 穆朝民 任辉启 +1 位作者 李永池 辛凯 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期82-86,共5页
为了研究中心装药爆炸后爆炸冲击波的产生、传播和壳体的动力响应的全过程,针对内爆炸载荷的特点,运用三维有限元编码与现场实测的方法对爆室内冲击波流场的演化及壳体动力响应规律进行了研究。结果表明:内爆炸加载容器的动力响应主要... 为了研究中心装药爆炸后爆炸冲击波的产生、传播和壳体的动力响应的全过程,针对内爆炸载荷的特点,运用三维有限元编码与现场实测的方法对爆室内冲击波流场的演化及壳体动力响应规律进行了研究。结果表明:内爆炸加载容器的动力响应主要取决于首次压力脉冲;壳体的最大应变由近爆点向远爆点方向逐渐降低。研究结果为同类型爆室的工程设计提供了参考。 展开更多
关键词 爆炸力学 动力响应 动效系数 数值模拟
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高压水射流冲击下煤体破碎强度的确定 被引量:14
14
作者 穆朝民 吴阳阳 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期451-456,481-482,共6页
基于球形空腔膨胀理论,将煤体在高压水射流冲击下的动态力学响应分为破碎区、裂纹区、弹性区,并分析了各区的力学特征,在此基础上得出了高压水射流冲击下煤体的破碎强度(即高压水射流发生破煤现象的最小冲击压力)的计算公式。将理论计... 基于球形空腔膨胀理论,将煤体在高压水射流冲击下的动态力学响应分为破碎区、裂纹区、弹性区,并分析了各区的力学特征,在此基础上得出了高压水射流冲击下煤体的破碎强度(即高压水射流发生破煤现象的最小冲击压力)的计算公式。将理论计算结果与实验和数值模拟进行对比分析,结果表明:煤体在相同力学参数条件下,数值模拟和模型实验得出的高压水射流破煤压力为15~20MPa,本文理论推导得出的煤体破碎强度(最小破煤压力)为17.86MPa,二者误差小于16%。 展开更多
关键词 水射流 破碎强度 数值模拟 空腔膨胀
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柱状装药爆破应力分布的研究 被引量:11
15
作者 穆朝民 齐娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期91-94,共4页
根据岩石爆破特征,利用柱状空腔膨胀理论对爆破产生的弹塑性区的应力分布进行了研究,给出了弹塑性区内应力分布的解析表达式。借助于爆炸力学近似计算公式,验证了应力在弹塑性区的分布,理论计算结果表明,理论计算值与近似计算基本一致。
关键词 爆炸力学 应力分布 柱状装药 空腔膨胀
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变埋深条件下混凝土中爆炸加速度的传播规律 被引量:4
16
作者 穆朝民 任辉启 石必明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期1-6,共6页
为了研究混凝土中不同埋深爆炸冲击质点振动加速度传播规律,运用量纲分析和自由场实验相结合的方法并引入等效当量系数的概念得出C30混凝土不同埋深爆炸冲击质点振动加速度预估公式。研究结果表明:对于C30混凝土,当装药比例埋深为0.25 m... 为了研究混凝土中不同埋深爆炸冲击质点振动加速度传播规律,运用量纲分析和自由场实验相结合的方法并引入等效当量系数的概念得出C30混凝土不同埋深爆炸冲击质点振动加速度预估公式。研究结果表明:对于C30混凝土,当装药比例埋深为0.25 m/kg1/3≤h≤1.0 m/kg1/3时,随着装药比例埋深的增加,爆炸冲击质点加速度峰值随之增大,但加速度随比例埋深的衰减规律基本一致;对于不同强度的混凝土触地爆(h=0 m/kg1/3),随着混凝土强度的增大,爆炸冲击质点加速度峰值随之增大,加速度衰减规律基本一致;给出了C30混凝土不同埋深爆炸冲击质点振动加速度精度较高的预估公式。 展开更多
关键词 爆炸力学 混凝土 量纲分析 加速度 等效当量埋深系数
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含瓦斯煤在爆炸荷载作用下的力学特性 被引量:11
17
作者 穆朝民 齐娟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期268-273,共6页
利用柱状空腔膨胀理论对瓦斯煤在爆炸荷载作用下的力学特进行了研究,给出了空穴膨胀区、塑性区、弹性区应力分布的解析表达式。根据计算结果并结合模型试验和数值模拟对煤体裂纹破裂的机理进行了研究,结果表明,煤体在爆炸荷载作用下的... 利用柱状空腔膨胀理论对瓦斯煤在爆炸荷载作用下的力学特进行了研究,给出了空穴膨胀区、塑性区、弹性区应力分布的解析表达式。根据计算结果并结合模型试验和数值模拟对煤体裂纹破裂的机理进行了研究,结果表明,煤体在爆炸荷载作用下的裂纹主要是由于压缩波和卸载波共同作用形成的,爆炸能量主要消耗于破裂区。 展开更多
关键词 含瓦斯煤 爆炸力学 柱状装药 空腔膨胀
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高饱和度饱和土中爆炸波与结构的相互作用 被引量:4
18
作者 穆朝民 齐娟 辛凯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期429-434,共6页
利用改进的φ2.5mm×5m的模拟爆炸装置进行了一系列爆炸波与结构相互作用的实验,得出了爆炸波作用下结构上的表面压力、动量、应变的实测波形。实验结果表明,由于结构刚度较小,在相同爆心距离条件下结构的荷载与自由场的压力值相差... 利用改进的φ2.5mm×5m的模拟爆炸装置进行了一系列爆炸波与结构相互作用的实验,得出了爆炸波作用下结构上的表面压力、动量、应变的实测波形。实验结果表明,由于结构刚度较小,在相同爆心距离条件下结构的荷载与自由场的压力值相差不大;荷载在顶板的分布较为均匀,结构在爆炸载荷作用下发生整体变形,可以用中心荷载代替整体荷载;结构对爆炸波的反射,无论是弹性波还是冲击波,反射规律基本一致。随着饱和度的增大,结构上的反射系数和爆炸冲击波波速也随之增大。 展开更多
关键词 爆炸力学 饱和土 爆炸波 实验研究
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高饱和度饱和土中结构对爆炸波反射规律的实验研究 被引量:4
19
作者 穆朝民 齐娟 辛凯 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期224-227,共4页
介绍了高饱和度饱和土介质中结构和刚性边界反射爆炸波试验的背景,目的和方法。给出了爆炸载荷作用下饱和土中模型结构表面和刚性边界压力和动量的实测波形,并对实验结果进行了分析,得到了爆炸波在结构和刚性边界上的反射规律和反射系... 介绍了高饱和度饱和土介质中结构和刚性边界反射爆炸波试验的背景,目的和方法。给出了爆炸载荷作用下饱和土中模型结构表面和刚性边界压力和动量的实测波形,并对实验结果进行了分析,得到了爆炸波在结构和刚性边界上的反射规律和反射系数。结构上的压力反射系数在0.4-1.4之间,刚性边界上的压力反射系数在1.0-2.0之间。 展开更多
关键词 爆炸力学 饱和土 反射系数 实验研究
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高压水射流冲击煤体的力学特征 被引量:7
20
作者 穆朝民 韩靖 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期442-448,共7页
以质量守恒与动量守恒定律为基础,建立了高压水射流冲击煤体的力学模型。运用此模型分析了高压水射流在冲击煤体的过程中,未破水体、破碎水体、煤体的破碎区与扩孔区的力学特征,利用严格的力学守恒关系得出高压水射流冲击煤体的简化常... 以质量守恒与动量守恒定律为基础,建立了高压水射流冲击煤体的力学模型。运用此模型分析了高压水射流在冲击煤体的过程中,未破水体、破碎水体、煤体的破碎区与扩孔区的力学特征,利用严格的力学守恒关系得出高压水射流冲击煤体的简化常微分方程组。将理论计算结果与现场实验和数值模拟结果进行对比,结果表明:理论计算结果与数值模拟结果和实验结果基本一致。此模型具有明确的力学意义,且能够反映真实的冲击过程。 展开更多
关键词 流体力学 水射流 高压 煤体 冲击
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