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CONWEP与流固耦合爆炸加载差异性及砌体墙动力响应特征
被引量：
4
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作者
尚雨露
徐轩
+1 位作者
张帝
杨军
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3897-3908,共12页
为了研究砌体墙在大当量爆炸加载下的动力响应行为,根据TNT当量为500 kg,爆心距为13 m的现场试验,利用内聚力单元方法(Cohesive Zone Method,CZM)建立有窗和无窗双面砌体墙全尺寸数值模型,分别采用常规武器爆炸参数计算程序(Conventiona...
为了研究砌体墙在大当量爆炸加载下的动力响应行为,根据TNT当量为500 kg,爆心距为13 m的现场试验,利用内聚力单元方法(Cohesive Zone Method,CZM)建立有窗和无窗双面砌体墙全尺寸数值模型,分别采用常规武器爆炸参数计算程序(Conventional Weapons Effects Program,CONWEP)和有限元仿真软件中的流固耦合(Coupled-Eulerian-Lagrangian,CEL)方法施加爆炸荷载进行数值计算。研究结果表明,与试验在地表测得的扫掠超压数据相比,CONWEP和CEL方法的入射超压峰值与试验结果基本相符:CEL方法入射冲量与试验接近,但其抵达时间较试验早7.1%,上升沿时间为试验的4倍;CONWEP方法超压衰减较慢,正压持续时间和冲量分别比试验大50.7%和42.56%,而抵达时间和上升沿时间与试验一致。分析认为,CEL加载冲击波抵达时间和上升沿持续时间受比例距离和网格尺寸影响,比例距离和网格尺寸越大,冲击波抵达时间越晚,上升沿时间越长。此外,冲击波流场的时空分布差异性体现在:CONWEP方法加载的波阵面为理想半球形,CEL方法加载的波阵面为扁球状;对于施加于墙面的反射超压峰值,CONWEP方法加载各区域的峰值更大且各向衰减率一致,而CEL方法加载在y轴(竖直)方向的衰减率大于z轴(水平)方向;在墙体渐进破坏规律研究中,CEL方法加载能够较为准确地模拟墙体的局部破坏特征。并且,CEL方法加载下墙体最终破坏形态与试验结果更接近,CONWEP方法则破坏程度更大。
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关键词
CONWEP方法
流固耦合
砌体墙
动力响应特征
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职称材料
题名
CONWEP与流固耦合爆炸加载差异性及砌体墙动力响应特征
被引量：
4
1
作者
尚雨露
徐轩
张帝
杨军
机构
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
航天科工智能运筹与信息安全研究院有限公司
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3897-3908,共12页
基金
爆炸科学与技术重点实验室青年基金项目(QNKT23-09)。
文摘
为了研究砌体墙在大当量爆炸加载下的动力响应行为,根据TNT当量为500 kg,爆心距为13 m的现场试验,利用内聚力单元方法(Cohesive Zone Method,CZM)建立有窗和无窗双面砌体墙全尺寸数值模型,分别采用常规武器爆炸参数计算程序(Conventional Weapons Effects Program,CONWEP)和有限元仿真软件中的流固耦合(Coupled-Eulerian-Lagrangian,CEL)方法施加爆炸荷载进行数值计算。研究结果表明,与试验在地表测得的扫掠超压数据相比,CONWEP和CEL方法的入射超压峰值与试验结果基本相符:CEL方法入射冲量与试验接近,但其抵达时间较试验早7.1%,上升沿时间为试验的4倍;CONWEP方法超压衰减较慢,正压持续时间和冲量分别比试验大50.7%和42.56%,而抵达时间和上升沿时间与试验一致。分析认为,CEL加载冲击波抵达时间和上升沿持续时间受比例距离和网格尺寸影响,比例距离和网格尺寸越大,冲击波抵达时间越晚,上升沿时间越长。此外,冲击波流场的时空分布差异性体现在:CONWEP方法加载的波阵面为理想半球形,CEL方法加载的波阵面为扁球状;对于施加于墙面的反射超压峰值,CONWEP方法加载各区域的峰值更大且各向衰减率一致,而CEL方法加载在y轴(竖直)方向的衰减率大于z轴(水平)方向;在墙体渐进破坏规律研究中,CEL方法加载能够较为准确地模拟墙体的局部破坏特征。并且,CEL方法加载下墙体最终破坏形态与试验结果更接近,CONWEP方法则破坏程度更大。
关键词
CONWEP方法
流固耦合
砌体墙
动力响应特征
Keywords
CONWEP method
fluid-structure interaction
masonry wall
dynamic response characteristics
分类号
O383.2 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
CONWEP与流固耦合爆炸加载差异性及砌体墙动力响应特征
尚雨露
徐轩
张帝
杨军
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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