海洋工程中圆管受冲击损伤后的强度分析（英文） 被引量：1

1

作者 刘清扬 朱凌 +2 位作者 孔杰灵 王彬 陈明胜 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期719-727,共9页

圆管在海洋工程中被广泛用作海洋平台的支柱。在受到诸如船舶碰撞等的冲击载荷作用后,对这类构件的安全性评估尤为重要。为了研究圆管受冲击作用后的极限承载能力问题,文章通过系列冲击实验对圆管的冲击动力响应进行研究,再将实验得到... 圆管在海洋工程中被广泛用作海洋平台的支柱。在受到诸如船舶碰撞等的冲击载荷作用后,对这类构件的安全性评估尤为重要。为了研究圆管受冲击作用后的极限承载能力问题,文章通过系列冲击实验对圆管的冲击动力响应进行研究,再将实验得到的受损圆管保留进行轴向压溃实验。文中重点研究了圆管不同受损程度对其极限承载能力的影响。为了更全面地分析受损圆管的极限强度,还进行了有限元分析并将有限元结果与实验结果进行了比较。通过实验研究和有限元分析,给出了受损圆管的侧向变形与其极限承载能力的关系。通过与未受损管的结果比较,发现圆管的整体变形会造成受损管承载能力的明显下降。 展开更多

关键词 受损圆管 冲击动力响应 强度分析

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船体结构极限强度模型试验技术研究 被引量：2

2

作者 吴卫国 邓卉 甘进 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第z1期397-409,共13页

船舶结构的极限承载能力是反映船舶结构安全可靠的重要指标,历来受到船舶工程界的广泛关注;而模型试验技术对船体梁极限承载能力研究拥有重要的意义.本文首先对船体极限强度相似模型设计进行研究,提出了稳定性相似模型补偿的设计方法;... 船舶结构的极限承载能力是反映船舶结构安全可靠的重要指标,历来受到船舶工程界的广泛关注;而模型试验技术对船体梁极限承载能力研究拥有重要的意义.本文首先对船体极限强度相似模型设计进行研究,提出了稳定性相似模型补偿的设计方法;接着结合多例经典船体梁缩比模型试验与非线性有限元数值仿真计算结果相结合的对船体梁极限承载能力进行预报的案例,分别从相似准则、弯扭组合极限强度、弯剪极限强度等几个不同的侧重点分别对各个案例进行了详细的总结分析;最后列举了本研究组曾开展的其他若干经典极限强度模型试验.为今后船体梁极限承载能力模型试验研究提供了参考. 展开更多

关键词 极限强度 模型试验 相似准则 弯扭组合极限强度 弯剪极限强度

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反复碰撞载荷下船体结构弹塑性动态响应研究进展 被引量：5

3

作者 朱凌 蔡伟 +2 位作者 史诗韵 郭开岭 高军营 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期256-262,共7页

极地船舶与海洋工程结构在营运过程中会遭受到浮冰多次冲击、直升机重复着降以及供应船停靠等反复碰撞载荷,在这些反复碰撞载荷作用下船体结构会产生累积的塑性变形,这将会严重危害冰区船舶与海洋工程结构的使用性能和安全性能。本文主... 极地船舶与海洋工程结构在营运过程中会遭受到浮冰多次冲击、直升机重复着降以及供应船停靠等反复碰撞载荷,在这些反复碰撞载荷作用下船体结构会产生累积的塑性变形,这将会严重危害冰区船舶与海洋工程结构的使用性能和安全性能。本文主要从试验方法、数值方法和理论方法三个方面对反复碰撞载荷下船体结构塑性动态响应研究进展进行综述,对船体结构在反复碰撞载荷下的力学机理进行总结,对反复碰撞载荷下船体结构的伪安定现象是否发生进行了讨论。此外,本文针对一些反复碰撞问题的实际工程背景,总结了一些设计公式以及设计图谱,从而给极地船舶与海洋工程结构设计提供参考。 展开更多

关键词 反复碰撞载荷 船体结构 塑性变形 结构设计

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矿砂船舱口间甲板结构的可靠性评估 被引量：1

4

作者 潘曼 朱凌 DAS Purnendu Kumar 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期118-126,共9页

文章针对一艘舱口间甲板发生屈曲破坏的矿砂船,对其舱口间甲板结构进行横向压缩强度分析和可靠性评估。为建立一套初步的可靠性评估方法,首先,采用半解析公式计算舱口间甲板结构在不同破坏模式下的压缩极限强度,其最小值即为结构的临界... 文章针对一艘舱口间甲板发生屈曲破坏的矿砂船,对其舱口间甲板结构进行横向压缩强度分析和可靠性评估。为建立一套初步的可靠性评估方法,首先,采用半解析公式计算舱口间甲板结构在不同破坏模式下的压缩极限强度,其最小值即为结构的临界应力,为强度评估提供依据。其次,基于改进的一次二阶矩法编写FOR⁃TRAN子程序,计算结构的可靠性指标,建立了基于舱口间甲板的横向压缩强度的可靠性分析程序。综合评估结果表明,舱口间甲板结构的强度储备不足以抵抗外部载荷,屈曲破坏发生起始于檐板和舱口间甲板,这与目标船的事故分析报告中的屈曲现象吻合。根据舱口间甲板结构的强度和可靠性评估结果,采取三种加强方案,权衡结构安全因子和结构重量从而得出较优的修复加强方案。 展开更多

关键词 矿砂船 舱口间甲板结构 横向强度 结构可靠性 加强方案

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舱室密闭空间中爆炸载荷后燃烧效应数值计算研究 被引量：6

5

作者 孔祥韶 徐敬博 +2 位作者 徐维铮 郑成 吴卫国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期799-806,共8页

为准确分析梯恩梯炸药在密闭空间中的爆炸载荷,在统一设施标准模型和基于能量守恒的简化计算公式基础上,提出了一种计算爆炸产物后燃烧能量的方法。该方法应用到基于有限元分析软件ANSYS/AUTODYN平台的数值模拟中,实现负氧平衡炸药在密... 为准确分析梯恩梯炸药在密闭空间中的爆炸载荷,在统一设施标准模型和基于能量守恒的简化计算公式基础上,提出了一种计算爆炸产物后燃烧能量的方法。该方法应用到基于有限元分析软件ANSYS/AUTODYN平台的数值模拟中,实现负氧平衡炸药在密闭空间中爆炸过程的数值仿真计算。计算结果与试验测试结果表明:梯恩梯炸药在密闭空间中发生爆炸时,其爆轰产物的后燃烧效应不可忽视;不考虑爆炸产物的后燃烧效应,数值计算得到的准静态压力较试验值低55%以上,50 ms内冲量较试验值低49%以上;将爆轰产物的后燃烧能量计入后,爆炸压力及冲量时程的计算值与试验值吻合较好,为结构受爆炸载荷响应分析提供了准确的输入载荷。 展开更多

关键词 爆炸载荷 密闭空间 后燃烧效应 准静态压力

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基于映射函数的三阶WENO改进格式及其应用 被引量：7

6

作者 徐维铮 孔祥韶 吴卫国 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第10期1120-1135,共16页

低耗散、高分辨率激波捕捉格式对含激波流场的数值模拟具有重要意义.在传统三阶WENO格式(WENO-JS3)和三阶WENO-Z格式(WENO-Z3)基础上,基于映射函数,给出WENO-M3、WENO-MZ3格式.选用Sod激波管、激波与熵波相互作用、双爆轰波碰撞及双Mach... 低耗散、高分辨率激波捕捉格式对含激波流场的数值模拟具有重要意义.在传统三阶WENO格式(WENO-JS3)和三阶WENO-Z格式(WENO-Z3)基础上,基于映射函数,给出WENO-M3、WENO-MZ3格式.选用Sod激波管、激波与熵波相互作用、双爆轰波碰撞及双Mach(马赫)反射等经典算例,考察上述格式的计算性能.数值结果表明,WENO-MZ3格式相较其他格式具有耗散低、对流场结构分辨率高的特性.为了进一步扩展WENO-MZ3格式的应用范围,采用该格式数值研究封闭方形舱室内柱形高压、高密度气体爆炸波传播过程,波系演化规律以及壁面典型测点压力载荷.数值计算结果表明WENO-MZ3格式能够较好地模拟包含高压比、高密度比的爆炸波且给出数值耗散较小的壁面压力载荷. 展开更多

关键词 三阶WENO格式 映射函数 高分辨率 低耗散 爆炸

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泡沫金属夹芯梁在重复冲击下的动态响应 被引量：9

7

作者 朱凌 郭开岭 +1 位作者 余同希 李应刚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期36-46,共11页

为了研究重复冲击载荷作用下泡沫金属夹芯梁的动态响应,采用Abaqus数值仿真软件,基于可压碎泡沫模型(crushable foam),建立了泡沫金属夹芯梁遭受楔形质量块冲击的有限元模型。通过将仿真获得的夹芯梁上下面板最终挠度与重复冲击实验结... 为了研究重复冲击载荷作用下泡沫金属夹芯梁的动态响应,采用Abaqus数值仿真软件,基于可压碎泡沫模型(crushable foam),建立了泡沫金属夹芯梁遭受楔形质量块冲击的有限元模型。通过将仿真获得的夹芯梁上下面板最终挠度与重复冲击实验结果进行对比,验证仿真方法的准确性。在此基础之上,分析了泡沫金属夹芯梁在楔形质量块重复冲击作用下的变形模式、加卸载过程以及能量耗散特性。结果表明,在重复冲击载荷作用下,夹芯梁的变形不断累积,上面板主要出现局部凹陷和整体弯曲,而芯层则是局部压缩,下面板表现为整体弯曲。在重复加卸载过程中,加卸载刚度随着冲击次数的增加而增大。随着冲击次数的增加,上面板和芯层的能量吸收增量不断减小,而下面板的能量吸收增量不断增加,且最终均趋于稳定。泡沫金属夹芯梁的塑性变形能增量不断减小,而回弹系数随着冲击次数逐渐增加,最后趋于稳定值。 展开更多

关键词 泡沫金属夹芯梁 重复冲击 动态响应 变形累积 能量吸收

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舱室密闭空间中爆炸载荷燃烧增强效应试验研究 被引量：7

8

作者 孔祥韶 况正 +1 位作者 郑成 吴卫国 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期75-85,共11页

为研究梯恩梯(TNT)爆炸产物的燃烧释放能量对密闭空间中的爆炸载荷增强效应,开展7.50 g、11.25 g、15.00 g、22.50 g、30.00 g 5种不同质量的TNT分别在空气和氦气环境(抑制燃烧)密闭空间中的爆炸试验。通过压力、温度传感器及三维数字... 为研究梯恩梯(TNT)爆炸产物的燃烧释放能量对密闭空间中的爆炸载荷增强效应,开展7.50 g、11.25 g、15.00 g、22.50 g、30.00 g 5种不同质量的TNT分别在空气和氦气环境(抑制燃烧)密闭空间中的爆炸试验。通过压力、温度传感器及三维数字图像相关技术,得到爆炸载荷历程、准静态压力、封闭空间内气体温度、金属板试件的动态响应和最终变形等试验数据。对试验结果的分析和对比发现:TNT爆炸产物的燃烧效应对封闭舱室内的爆炸载荷与结构响应影响显著,5种不同质量TNT在氦气环境中爆炸的准静态压力、温度峰值相较对应的空气工况中的降幅分别在38.81%~46.85%和57.53%~76.35%;试件最终变形较空气工况的降幅在19.1%~48.9%;建议在结构内爆响应的计算评估中应考虑爆炸载荷燃烧增强效应的影响。 展开更多

关键词 舱室密闭空间 爆炸载荷 燃烧效应 准静态压力

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密闭空间内爆炸载荷抑制效应实验研究 被引量：7

9

作者 孔祥韶 王子棠 +3 位作者 况正 周沪 郑成 吴卫国 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期21-34,共14页

炸药在密闭空间内爆炸时的爆炸载荷与在敞开环境中有很大差异,在密闭空间内,TNT炸药的爆炸产物能够与周围空气充分混合并发生燃烧反应进而释放额外的能量,使密闭空间内的反射冲击波及准静态压力均明显增加。为探究不同气体环境对密闭空... 炸药在密闭空间内爆炸时的爆炸载荷与在敞开环境中有很大差异,在密闭空间内,TNT炸药的爆炸产物能够与周围空气充分混合并发生燃烧反应进而释放额外的能量,使密闭空间内的反射冲击波及准静态压力均明显增加。为探究不同气体环境对密闭空间内爆炸载荷的抑制效应,开展了3种不同药量的TNT分别在空气、水雾和氮气环境密闭空间内的爆炸实验研究,通过理论计算和实验对比分析了密闭空间内的爆炸载荷压力、温度及受载钢板试件响应特性。结果表明,水雾和氮气均能有效降低空间内的准静态压力和温度,对准静态压力的平均降幅分别为36.0%和51.7%,对温度的平均降幅分别为42.6%和40.3%;在水雾和氮气环境中的爆炸载荷作用下,钢板试件动态响应较空气环境中显著降低,其中160 g药量下,水雾和氮气环境中钢板试件的最终变形分别减少了15.9%和23.5%,氮气的减弱效果优于水雾;水雾和氮气均能及时有效地抑制封闭空间内的爆炸载荷,降低结构的损伤程度。 展开更多

关键词 内爆载荷 水雾 氮气 准静态压力 钢板动态响应

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三阶WENO-Z格式精度分析及其改进格式 被引量：10

10

作者 徐维铮 吴卫国 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第8期946-960,共15页

首先通过理论推导给出了三阶WENO格式(WENO-JS3格式)满足收敛精度的充分条件.采用Taylor(泰勒)级数展开的方法,分析发现传统的三阶WENO-Z格式(WENO-Z3格式)在光滑流场极值点处精度降低.为了提高WENO-Z3格式在极值点处的计算精度,根据收... 首先通过理论推导给出了三阶WENO格式(WENO-JS3格式)满足收敛精度的充分条件.采用Taylor(泰勒)级数展开的方法,分析发现传统的三阶WENO-Z格式(WENO-Z3格式)在光滑流场极值点处精度降低.为了提高WENO-Z3格式在极值点处的计算精度,根据收敛精度的充分条件构造一种改进的三阶WENO-Z格式(WENO-NZ3格式),并综合权衡计算精度和计算稳定性确定所构造格式的参数.通过两个典型的精度测试,验证了WENO-NZ3格式在光滑流场极值点区域逼近三阶精度.选用Sod激波管、激波与熵波相互作用、Rayleigh-Taylor不稳定性、二维Riemann(黎曼)问题经典算例,进一步证实了本文提出的WENO-NZ3格式相较其他格式(WENO-JS3、WENOZ3、WENO-N3),不仅提高了计算精度,而且提高了对复杂流场结构的分辨率. 展开更多

关键词 三阶WENO格式 光滑因子 TAYLOR展开 高精度 高分辨率 双曲守恒律

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装药质量对约束空间内爆炸准静态超压载荷的影响规律研究 被引量：12

11

作者 徐维铮 吴卫国 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期42-46,共5页

约束空间内爆炸载荷的深入研究是合理设计抗爆结构的重要依据。为了研究装药质量对约束空间内爆炸准静态超压载荷的影响规律,应用三阶WENO有限差分格式,编写炸药在约束空间内爆炸过程的三维数值计算程序。利用Sod激波管、双爆轰波碰撞... 约束空间内爆炸载荷的深入研究是合理设计抗爆结构的重要依据。为了研究装药质量对约束空间内爆炸准静态超压载荷的影响规律,应用三阶WENO有限差分格式,编写炸药在约束空间内爆炸过程的三维数值计算程序。利用Sod激波管、双爆轰波碰撞等经典算例验证了本文数值程序的可靠性。基于验证的程序开展了带有泄压口的约束空间内爆炸载荷数值计算。采用量纲分析与数据拟合相结合方式给出了准静态超压衰减系数随装药质量的变化关系。在此基础上,提出了描述准静态超压载荷简化计算公式,该公式与数值计算结果吻合较好(超压峰值误差控制在6%以内,准静态泄压误差控制在5%以内)。本文的研究可为工程抗爆结构设计提供一定的参考和指导。 展开更多

关键词 约束空间爆炸 三阶WENO格式 数值计算 准静态超压载荷 简化计算公式

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封闭空间爆炸载荷特性研究 被引量：12

12

作者 徐维铮 吴卫国 《爆破》 CSCD 北大核心 2017年第4期40-45,共6页

封闭空间爆炸载荷主要包含瞬态冲击波和持续时间较长的准静态超压。为了研究封闭空间爆炸载荷特性,基于FORTRAN平台,采用三阶WENO有限差分格式编写了爆炸波高精度三维数值计算程序。应用Sod激波管、双爆轰波碰撞等经典算例验证了所开发... 封闭空间爆炸载荷主要包含瞬态冲击波和持续时间较长的准静态超压。为了研究封闭空间爆炸载荷特性,基于FORTRAN平台,采用三阶WENO有限差分格式编写了爆炸波高精度三维数值计算程序。应用Sod激波管、双爆轰波碰撞等经典算例验证了所开发数值程序的可靠性。在封闭空间内炸药爆炸波数值计算的基础上,基于冲量等效原则提出封闭空间内爆炸载荷简化模型,理论推导给出准静态超压峰值计算公式并通过数值计算结果验证了该公式的可靠性。开发的高精度爆炸波三维数值计算程序及提出的简化载荷模型可用于封闭空间内爆炸载荷的快速计算,为工程抗爆结构设计提供载荷输入。 展开更多

关键词 封闭空间爆炸 三阶WENO格式 数值计算 简化载荷模型 准静态超压

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剪切增稠液体液舱侵彻实验 被引量：3

13

作者 张朴 王卓 +2 位作者 孔祥韶 谭柱华 吴卫国 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期50-63,共14页

为研究剪切增稠液体(shear-thickening fluid,STF)液舱对弹体的防护性能,制备特定规格剪切增稠液体,并开展弹体侵彻剪切增稠液舱实验研究。实验中采用高速相机记录液舱侵彻过程中空泡的演化情况,并测试得到了弹体的剩余弹速以及前后靶... 为研究剪切增稠液体(shear-thickening fluid,STF)液舱对弹体的防护性能,制备特定规格剪切增稠液体,并开展弹体侵彻剪切增稠液舱实验研究。实验中采用高速相机记录液舱侵彻过程中空泡的演化情况,并测试得到了弹体的剩余弹速以及前后靶板变形数据。实验结果显示,剪切增稠液体可有效抑制液舱侵彻过程中空泡的增长,从而降低液舱结构的损伤程度。结合空泡扩展理论模型,并考虑液体密度以及黏度变化对空泡增长的影响,验证了剪切增稠液体在高速冲击下产生的局部密度增大以及固化现象是抑制空泡扩展的主要原因。此外,剪切增稠液体对弹体速度的衰减作用明显,且相同初始弹速下,剪切增稠液体液舱前后靶板变形明显小于水体液舱。将剪切增稠液体填充于舰船液舱防护结构,可显著提高液舱结构的防护性能。 展开更多

关键词 剪切增稠液体 液舱 侵彻 弹体 剩余弹速 空泡

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密闭空间内爆炸温度场数值计算及其特性研究 被引量：5

14

作者 徐维铮 吴卫国 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期280-285,I0019,I0020,共8页

采用三阶WENO有限差分格式,耦合求解爆轰产物质量分数输运方程与可压缩欧拉方程,并通过建立内能与热容之间的关系求得瞬态温度,自主开发密闭空间内炸药爆炸温度场三维数值计算程序。基于所开发的程序开展密闭空间内炸药爆炸温度场数值计... 采用三阶WENO有限差分格式,耦合求解爆轰产物质量分数输运方程与可压缩欧拉方程,并通过建立内能与热容之间的关系求得瞬态温度,自主开发密闭空间内炸药爆炸温度场三维数值计算程序。基于所开发的程序开展密闭空间内炸药爆炸温度场数值计算,初步探讨内爆炸温度场演化过程及其分布规律。研究表明:密闭空间内爆炸温度载荷在爆炸初期呈现出多峰值特征,在爆炸后期,逐渐趋近于准静态平稳值,且内爆炸温度场分布具有空间上的不均匀性;数值计算准静态温度与理论计算吻合较好,相对误差控制在1%以内,初步验证了所开发程序的可靠性和正确性。本文的研究可为进一步探讨考虑后燃烧效应爆炸温度场数值计算及毁伤评估提供一定的参考和指导。 展开更多

关键词 密闭空间内爆炸 三阶WENO格式 数值计算 温度场 爆轰产物 准静态温度

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WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律研究 被引量：10

15

作者 徐维铮 吴卫国 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第1期9-16,共8页

舰船舱室内爆炸载荷主要包含瞬态多峰值冲击波和持续时间较长的准静态超压,为了研究WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律,基于Fortran平台,采用3阶、5阶、7阶WENO有限差分格式,开发了高精度舱室内爆炸载荷三维数值计算程序。采用Sod... 舰船舱室内爆炸载荷主要包含瞬态多峰值冲击波和持续时间较长的准静态超压,为了研究WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律,基于Fortran平台,采用3阶、5阶、7阶WENO有限差分格式,开发了高精度舱室内爆炸载荷三维数值计算程序。采用Sod激波管、双爆轰波碰撞、激波与熵波相互作用等经典算例初步考察了各数值格式的计算性能。开展了封闭舱室、泄压舱室内爆炸载荷数值计算,探讨了WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律。研究表明:WENO格式精度对舱室内爆炸冲击波载荷影响较大,对舱室内爆炸准静态超压载荷影响较小。 展开更多

关键词 舱室内爆 WENO格式 数值计算 爆炸冲击波 准静态超压

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复杂多舱室内炸药爆炸爆轰产物运动二维数值模拟研究 被引量：4

16

作者 徐维铮 吴卫国 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期400-404,510,共6页

为了研究复杂多舱室空间内炸药爆炸后爆轰产物运动规律,采用三阶WENO有限差分格式,通过耦合求解两组分可压缩欧拉方程,自主编写了多舱室内炸药爆炸过程二维数值计算程序。利用平面激波绕射矩形台阶上的竖直平板实验与数值模拟纹影图进... 为了研究复杂多舱室空间内炸药爆炸后爆轰产物运动规律,采用三阶WENO有限差分格式,通过耦合求解两组分可压缩欧拉方程,自主编写了多舱室内炸药爆炸过程二维数值计算程序。利用平面激波绕射矩形台阶上的竖直平板实验与数值模拟纹影图进行了对比,图中不同时刻的波系结构和台阶、竖直平板处绕射形成的漩涡结构均证明了文中程序开发的可靠性和正确性。采用验证的程序开展了复杂多舱室内炸药爆炸过程数值计算,探讨了复杂多舱室内炸药爆炸爆轰产物的传播路径及泄压口泄压对爆轰产物运动规律的影响。研究表明:舱室泄压对复杂多舱室内爆轰产物运动的影响,在爆炸初期较小,在爆炸后期较大;爆炸舱室内部泄压能显著地降低相邻舱室超压载荷强度(40%左右),减弱爆炸对相邻舱室的毁伤效应。本文的研究可为进一步探讨、考虑燃烧效应后爆轰产物扩张过程及爆炸毁伤评估提供一定的参考和指导。 展开更多

关键词 复杂多舱室内炸药爆炸 三阶WENO格式 数值计算 爆炸波 爆轰产物 泄压

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基于伯努利方程舱室内爆炸准静态泄压过程研究 被引量：3

17

作者 徐维铮 吴卫国 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1504-1508,I0016,共6页

为了研究舱室内炸药爆炸泄压过程参数变化规律,基于伯努利方程推导给出了一种计算泄压过程中准静态压力及速度时间历程的简化计算公式。采用自主开发的程序开展了不同泄压口大小、不同质量炸药下舱室内爆炸泄压数值计算,通过理论与数值... 为了研究舱室内炸药爆炸泄压过程参数变化规律,基于伯努利方程推导给出了一种计算泄压过程中准静态压力及速度时间历程的简化计算公式。采用自主开发的程序开展了不同泄压口大小、不同质量炸药下舱室内爆炸泄压数值计算,通过理论与数值计算结果的对比分析了公式中等熵指数的取值及影响因素。研究结果表明,泄压口大小对等熵指数影响很小,而炸药质量对等熵指数影响较大,随着炸药质量增大,等熵指数不断减小并趋于1.0。 展开更多

关键词 舱室内爆炸泄压 WENO格式 数值计算 伯努利方程 准静态压力 气体泄出速度

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一种提高极值点处收敛精度的三阶WENO-Z格式 被引量：2

18

作者 徐维铮 吴卫国 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期261-266,共6页

为了提高三阶WENO-Z格式在极值点处的计算精度,通过理论推导给出三阶WENO格式满足收敛精度的充分条件。采用泰勒级数展开的方式,推导给出所构造格式非线性权重的计算公式,并综合权衡计算精度和计算稳定性确定所构造格式的参数。通过两... 为了提高三阶WENO-Z格式在极值点处的计算精度,通过理论推导给出三阶WENO格式满足收敛精度的充分条件。采用泰勒级数展开的方式,推导给出所构造格式非线性权重的计算公式,并综合权衡计算精度和计算稳定性确定所构造格式的参数。通过两个典型的精度测试,验证了改进格式在光滑流场极值点区域逼近三阶精度。进一步选用激波与熵波相互作用和Richtmyer-Meshkov不稳定性等经典算例,证实了本文提出的改进格式WENO-PZ3相较其他格式(WENO-JS3和WENO-Z3)不仅具有较高的精度,而且降低了格式的耗散,提高了对流场结构的分辨率。 展开更多

关键词 三阶WENO格式 光滑因子 高精度 高分辨率 双曲守恒律

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泄压空间内爆炸温度载荷的影响规律研究(二)--泄压口大小 被引量：1

19

作者 徐维铮 吴卫国 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1337-1342,I0029,I0030,共8页

基于自主开发的程序开展泄压空间内炸药爆炸温度场数值计算,初步探讨泄压口大小对泄压空间内爆炸温度载荷的影响规律。研究表明:准静态温度峰值、准静态温度平稳值与泄压口边长近似呈线性关系,且随着泄压口边长的增大而减小;随着泄压口... 基于自主开发的程序开展泄压空间内炸药爆炸温度场数值计算,初步探讨泄压口大小对泄压空间内爆炸温度载荷的影响规律。研究表明:准静态温度峰值、准静态温度平稳值与泄压口边长近似呈线性关系,且随着泄压口边长的增大而减小;随着泄压口边长的增大,爆炸后期准静态温度直线衰减速率呈非线性关系;其他条件不变时,随着泄压口边长的增加,泄压对于温度载荷的降低效果更明显。 展开更多

关键词 泄压空间 内爆炸 泄压口大小 数值计算 温度场 爆轰产物 准静态温度

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一种约束空间内炸药爆炸温度场数值计算方法及应用 被引量：1

20

作者 徐维铮 吴卫国 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期939-944,1003,共7页

为了研究约束舱室内炸药爆炸温度场,采用五阶WENO有限差分格式,耦合求解了爆轰产物质量分数输运方程与可压缩欧拉方程;并通过理论推导建立了热容与气体内能之间的关系式;进而采用牛顿迭代法求得最终温度场,自主开发了约束舱室内炸药爆... 为了研究约束舱室内炸药爆炸温度场,采用五阶WENO有限差分格式,耦合求解了爆轰产物质量分数输运方程与可压缩欧拉方程;并通过理论推导建立了热容与气体内能之间的关系式;进而采用牛顿迭代法求得最终温度场,自主开发了约束舱室内炸药爆炸温度场的二维数值计算程序。采用所开发的程序开展了约束舱室内炸药爆炸温度场数值计算,初步探讨了炸药形状及泄压对温度场的影响规律。研究表明:(a)炸药形状对远场测点温度影响较小,对近场温度影响较大,方形炸药在近场区域相比圆形炸药能维持较长时间的高温区;(b)泄压能较大幅度地降低舱室内部的温度载荷强度,相比密闭舱室能够使得最终准静态温度载荷降低54.7%,从而降低毁伤程度。本文的研究可为进一步探讨考虑燃烧效应后爆炸温度场数值计算及毁伤评估提供一定的参考和指导。 展开更多

关键词 约束空间内炸药爆炸 五阶WENO格式 数值计算 爆轰产物 温度场

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