PBX炸药冲击起爆的改进细观反应速率模型 被引量：5

1

作者 白志玲 段卓平 +3 位作者 温丽晶 张震宇 欧卓成 黄风雷 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期629-635,I0001,共8页

为了系统研究载荷和炸药细观结构对高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)冲击起爆爆轰成长的影响规律,考虑到炸药低压慢反应阶段的燃烧拓扑结构包含颗粒内部孔隙表面燃烧和颗粒外表面燃烧形式,以及装药密度的影响,引入燃耗因... 为了系统研究载荷和炸药细观结构对高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)冲击起爆爆轰成长的影响规律,考虑到炸药低压慢反应阶段的燃烧拓扑结构包含颗粒内部孔隙表面燃烧和颗粒外表面燃烧形式,以及装药密度的影响,引入燃耗因子和装药密度影响因子,改进了Duan-Zhang-Kim(DZK)细观反应速率模型。采用同一套反应速率模型参数,数值模拟各实验状态下HMX基PBXC03(87%HMX,7%TATB,6%Viton)的冲击起爆过程,数值模拟结果与实验测试结果均吻合较好,表明改进DZK反应速率模型可更好地描述和预测载荷和炸药细观结构对PBXC03冲击起爆爆轰成长过程的影响规律。在本研究装药和加载条件下,中等密度的炸药冲击起爆和爆轰成长最快;颗粒度越小,炸药越难点火,但一旦点火,爆轰成长最快。 展开更多

关键词 冲击起爆 高聚物粘结炸药(PBX) 改进Duan-Zhang-Kim(DZK)反应速率模型 颗粒度 孔隙度

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高聚物粘结炸药冲击起爆统计热点反应速率模型 被引量：4

2

作者 白志玲 段卓平 黄风雷 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2379-2387,共9页

为深入探索非均质固体炸药冲击起爆热点机制,重点关注炸药孔洞尺寸分布及热点点火临界条件,建立高聚物粘结炸药(PBX)冲击起爆统计热点反应速率模型,描述热点形成、形核或消亡、点火后燃烧反应演化直至快速转为爆轰的全过程。奥克托今(H... 为深入探索非均质固体炸药冲击起爆热点机制,重点关注炸药孔洞尺寸分布及热点点火临界条件,建立高聚物粘结炸药(PBX)冲击起爆统计热点反应速率模型,描述热点形成、形核或消亡、点火后燃烧反应演化直至快速转为爆轰的全过程。奥克托今(HMX)基PBX9501和三氨基三硝基甲苯(TATB)基LX-17炸药冲击起爆过程的数值模拟结果显示,反应流场中波到达时间的计算值与实验值偏差小于3.7%,初步验证了统计热点反应速率模型的合理性,且相比文献[21-24]的统计模型适应性更强。研究结果表明:孔洞尺寸分布对非均质固体炸药冲击起爆感度影响显著;HMX基PBX炸药冲击起爆爆轰成长过程呈加速反应特性,而TATB基PBX炸药表现为稳定反应特性,进一步提高了对HMX/TATB混合基钝感高能炸药冲击起爆机理的认识。 展开更多

关键词 高聚物粘结炸药 冲击起爆 统计热点 反应速率模型 孔洞尺寸分布

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多元混合PBX炸药冲击起爆的多元Duan-Zhang-Kim反应速率模型研究

3

作者 白志玲 段卓平 +3 位作者 温丽晶 张震宇 欧卓成 黄风雷 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1-11,共11页

提出了多元混合PBX炸药孔隙塌缩热点模型新的处理方法,构建了新的细观反应速率模型,系列数值模拟结果与实验结果均一致,表明该细观反应速率模型可较好地描述和预测炸药组分配比及颗粒度对多元混合PBX炸药冲击起爆过程的影响。PBX炸药冲... 提出了多元混合PBX炸药孔隙塌缩热点模型新的处理方法,构建了新的细观反应速率模型,系列数值模拟结果与实验结果均一致,表明该细观反应速率模型可较好地描述和预测炸药组分配比及颗粒度对多元混合PBX炸药冲击起爆过程的影响。PBX炸药冲击起爆过程主要受热点点火过程和燃烧反应过程共同作用:HMX占主导成分的PBXC03炸药,起爆压力低,冲击起爆过程受热点点火影响较明显,热点点火后的燃烧反应速度较快,表现为加速反应特性;TATB占主导成分的钝感PBXC10炸药,起爆压力高,冲击起爆过程主要受点火后的燃烧反应过程控制,且点火后燃烧反应速度较慢,表现为稳定反应特性。 展开更多

关键词 冲击起爆 多元混合PBX炸药 细观反应速率模型 反应速率-时间曲线

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微型发动机的燃烧模型和数值模拟 被引量：12

4

作者 李德桃 潘剑锋 +2 位作者 邓军 杨文明 薛宏 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第2期183-185,共3页

提出了微型发动机燃烧过程的数学模型,并对采用氢气为燃料的微型涡轮机中环形燃烧室内的燃烧,建立了阿累尼乌斯有限反应速率模型,在考虑对流和辐射传热损失的条件下,采用CFD软件包FLUENT进行了数值模拟.根据所得到的模拟结果分析了影响... 提出了微型发动机燃烧过程的数学模型,并对采用氢气为燃料的微型涡轮机中环形燃烧室内的燃烧,建立了阿累尼乌斯有限反应速率模型,在考虑对流和辐射传热损失的条件下,采用CFD软件包FLUENT进行了数值模拟.根据所得到的模拟结果分析了影响燃烧的主要因素:结构、燃料、质量流率、H2与空气比和壁面材料,提出了克服尺寸减小对燃烧带来的困难的途径. 展开更多

关键词 微型发动机 燃烧室 数值模拟 氢气 微型涡轮机 燃烧室 阿累尼乌斯有限反应速率模型

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落锤撞击下丁羟推进剂点火反应的数值模拟 被引量：1

5

作者 刘兆恒 郁红陶 刘卓 《弹箭与制导学报》 北大核心 2022年第2期89-93,共5页

为研究典型丁羟推进剂在低压冲击作用下的点火机理,基于热点理论,建立了该型推进剂落锤试验的三维仿真模型,采用有限元计算方法和三项式点火增长反应速率模型对丁羟推进剂的落锤试验进行数值模拟,分析整个撞击过程中推进剂的点火反应和... 为研究典型丁羟推进剂在低压冲击作用下的点火机理,基于热点理论,建立了该型推进剂落锤试验的三维仿真模型,采用有限元计算方法和三项式点火增长反应速率模型对丁羟推进剂的落锤试验进行数值模拟,分析整个撞击过程中推进剂的点火反应和动态力学响应。研究结果表明,在整个撞击过程中,由于受冲击后推进剂径向变形,剪切应力集中分布在推进剂上、下表面边缘区域,摩擦应力产生局部热量集中形成热点,引起推进剂发生点火及爆炸。计算得到了,在落高为75 cm时,10 kg落锤撞击丁羟推进剂的起爆阈值为540.2 MPa^(2)·s。 展开更多

关键词 低压冲击 丁羟推进剂 落锤试验 点火增长反应速率模型 数值模拟

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氧碘化学激光器组分超音速混合反应数值模拟 被引量：5

6

作者 张黎 叶正寅 王刚 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期20-24,29,共6页

采用数值方法求解二维可压缩非定常N-S方程及组分连续方程,计算氧碘化学激光器中的组分超音速混合反应流场。空间离散格式为AUSM+-up格式,用四步龙格-库塔方法作显式时间推进,湍流粘性系数使用k-ε两方程湍流模型进行求解。假设混合气... 采用数值方法求解二维可压缩非定常N-S方程及组分连续方程,计算氧碘化学激光器中的组分超音速混合反应流场。空间离散格式为AUSM+-up格式,用四步龙格-库塔方法作显式时间推进,湍流粘性系数使用k-ε两方程湍流模型进行求解。假设混合气体为热力学完全而热值非完全气体,化学反应模型采用有限速率反应模型。使用一种松弛迭代的方法来处理化学源项的刚性问题。给出了出口处碘分子的质量分数分布,数值模拟结果与文献结果符合良好。 展开更多

关键词 氧碘化学激光器 有限速率反应模型 AUSM+-up格式 k-ε两方程湍流模型

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非均质固体炸药冲击起爆与爆轰研究进展 被引量：7

7

作者 段卓平 白志玲 黄风雷 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期237-253,I0001,共18页

综述了非均质固体炸药的冲击起爆机制、宏细观反应流模型、中尺度/跨尺度及连续介质尺度数值模拟和冲击起爆试验及测试技术等研究进展,并总结作者团队近年来在该领域的研究成果;分析了该领域的未来发展趋势,旨在加深对非均质固体炸药冲... 综述了非均质固体炸药的冲击起爆机制、宏细观反应流模型、中尺度/跨尺度及连续介质尺度数值模拟和冲击起爆试验及测试技术等研究进展,并总结作者团队近年来在该领域的研究成果;分析了该领域的未来发展趋势,旨在加深对非均质固体炸药冲击起爆爆轰物理机制的认识,为装药安全性研究提供方法和技术手段.指出非均质固体炸药冲击起爆物理响应过程复杂,往往由多种热点机制控制,现有反应速率模型考虑热点机制单一,无法适应冲击起爆过程的高保真计算.现阶段压力相关型反应速率模型虽然在一定范围内适应细观结构的变化,但无法描述复杂加载路径如多次加载和斜波-冲击复合加载下炸药脱敏或敏化、拐角效应死区现象等,而熵或温度相关型反应速率模型可较好地适应复杂加载,但未考虑细观结构响应机制.发展多热点机制耦合作用的、宽适应范围的宏细观反应速率模型是反应流模型的重要方向.快响应高分辨率的细观实验诊断技术一直是爆轰领域的技术难点,中尺度计算是现阶段冲击起爆热点机制研究的主要手段,已初步实现从中尺度到宏观尺度的冲击起爆跨尺度计算,仍是非均质固体炸药冲击起爆与爆轰问题数值模拟发展的重要趋势.附参考文献151篇. 展开更多

关键词 爆轰物理 冲击起爆 非均质固体炸药 "热点"机制 反应速率模型

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PBX-9502炸药爆轰约束三明治试验的数值模拟研究

8

作者 陈军 田占东 张震宇 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期217-220,共4页

利用形式简单单项爆轰反应速率模型对PB X-9502炸药爆轰约束三明治试验进行了数值模拟,模拟结果与A lsam等人爆轰约束三明治试验及相应爆轰冲击动力学(D SD)分析结果的比较表明,该单项爆轰反应速率模型可以用来准确地模拟爆轰约束三明... 利用形式简单单项爆轰反应速率模型对PB X-9502炸药爆轰约束三明治试验进行了数值模拟,模拟结果与A lsam等人爆轰约束三明治试验及相应爆轰冲击动力学(D SD)分析结果的比较表明,该单项爆轰反应速率模型可以用来准确地模拟爆轰约束三明治实验。在结构一定情况下,爆轰波阵面的曲率半径与约束材料有关。 展开更多

关键词 爆炸力学 PBX-9502炸药 爆轰三明治试验 爆轰反应速率模型

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含铝熔铸炸药冲击起爆数值模拟 被引量：1

9

作者 李淑睿 段卓平 +2 位作者 张震宇 欧卓成 黄风雷 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期211-217,共7页

为建立适用于含铝熔铸炸药的冲击起爆细观反应速率模型,假设铝粉在冲击起爆过程中不发生化学反应,引入“含铝熔铸炸药基体炸药与铝粉混合法则”,基于孔隙塌缩热点形成机制,提出含铝炸药弹黏塑性球壳塌缩热点模型及其热点点火项反应速率... 为建立适用于含铝熔铸炸药的冲击起爆细观反应速率模型,假设铝粉在冲击起爆过程中不发生化学反应,引入“含铝熔铸炸药基体炸药与铝粉混合法则”,基于孔隙塌缩热点形成机制,提出含铝炸药弹黏塑性球壳塌缩热点模型及其热点点火项反应速率方程;建立含铝熔铸Duan-Zhang-Kim细观反应速率模型。对2,4-二硝基苯甲醚基含铝炸药RBOL-2的冲击起爆过程进行数值模拟,对比发现不同加载压力下炸药到爆轰距离以及不同拉格朗日位置炸药到爆轰时间的计算结果与实验结果均吻合较好,表明该反应速率模型能够描述含铝熔铸炸药RBOL-2的冲击起爆特性。 展开更多

关键词 含铝熔铸炸药 冲击起爆 细观结构 细观反应速率模型

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超声速弹丸诱导爆轰波的无网格数值模拟 被引量：3

10

作者 吴伟 许厚谦 +2 位作者 王亮 薛锐 蔡峰峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期664-670,共7页

为研究锥角对超声速弹丸诱导爆轰波形态的影响,发展了耦合有限速率化学反应模型的最小二乘显式无网格算法,其流体动力学采用含化学反应源项的多组分Euler方程建模,对流项和时间项分别采用多组分HLLC（Harten-Lax-van Leer-Contact）格... 为研究锥角对超声速弹丸诱导爆轰波形态的影响,发展了耦合有限速率化学反应模型的最小二乘显式无网格算法,其流体动力学采用含化学反应源项的多组分Euler方程建模,对流项和时间项分别采用多组分HLLC（Harten-Lax-van Leer-Contact）格式和四阶Runge-Kutta法计算。对尖劈诱导斜爆轰以及激波诱导燃烧流场进行了模拟,验证了算法的有效性。最后对等当量比甲烷/空气预混气体中,不同锥角弹丸诱导爆轰波流场进行了模拟,云图同实验阴影照片吻合较好,结果表明当锥角处于70°~100°时,易形成驻定斜爆轰波;锥角较小不利于可燃混合气体的点燃,仅能形成驻定斜激波;过大的锥角将导致爆轰波的脱体。 展开更多

关键词 无网格方 HLLC格式 有限速率反应模型 爆轰波

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固体发动机燃气射流对发射平台冲击效应研究 被引量：22

11

作者 马艳丽 姜毅 +1 位作者 郝继光 赵刚练 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期373-376,395,共5页

为研究燃气射流对发射平台的热冲击和动力冲击效应,采用有限速率化学反应模型和H2/CO反应体系模拟了燃气射流中的复燃现象,得到了射流流场结构及发射平台上的温度和压力分布情况,计算结果与试验数据吻合较好。研究表明,在射流近场内考... 为研究燃气射流对发射平台的热冲击和动力冲击效应,采用有限速率化学反应模型和H2/CO反应体系模拟了燃气射流中的复燃现象,得到了射流流场结构及发射平台上的温度和压力分布情况,计算结果与试验数据吻合较好。研究表明,在射流近场内考虑复燃效应时,计算结果更为准确。发射平台中心处为高温区,应采用抗高温耐烧蚀的材料。发射平台距发动机喷口为1.4、1.7、2 m时,平台上压力分布变化不大;发射平台离发动机喷口越远,平台上的温度变化越小。 展开更多

关键词 固体发动机 燃气射流 有限速率化学反应模型 冲击效应

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