顶部开口条件下油罐油气爆炸数值模拟

根据油罐油气爆炸特性,基于RNG k-ε湍流模型、Finate-Rate/Eddy-Dissipation化学反应模型和相应的控制方程,采用SIMPLE算法对顶部开口条件下油气爆炸发生与发展过程进行了数值模拟。基于数值模拟结果分析了顶部开口条件下油罐油气爆炸罐外超压和火焰特征,与实验结果吻合良好,该模型可以用来预测顶部开口条件下油罐油气爆炸强度。     

不同边界条件下水下爆炸气泡的数值模拟

采用有限元程序MSC.Dytran对不同边界条件下水下爆炸气泡的脉动过程进行了数值模拟。对数值模拟中的一些重要问题,如炸药药包的建模、网格密度、状态方程和静压力场的设定等问题进行了探讨。对无限水域中的水下爆炸气泡以及自由面边界、水平刚性面边界和垂直刚性面边界三种边界条件下的水下爆炸气泡进行了数值模拟,分析了水下爆炸气泡的半径、外形变化、气泡脉动压力、流场中的速度分布,结果发现边界的存在对气泡外形的影响较大,刚性边界面会使气泡脉动压力增大较多,而自由面边界对气泡脉动压力的影响较小。将数值模拟的结果与理论模型、经验公式和试验结果进行了比较分析,结果吻合较好。     

Q235钢与304不锈钢多层爆炸焊接的数值模拟研究

利用SPH-FEM耦合算法及SPH算法对Q235钢与304不锈钢多层爆炸焊接实验分别进行了三维与二维数值模拟,旨在研究多层爆炸焊接过程中动态参数分布情况及结合质量。理论计算了三维模拟中复板的碰撞压力峰值并与模拟结果进行了对比,在此基础上利用振动波及爆轰波的传播规律解释了复板压力分布特性。通过二维模拟获得了基复板波状结合界面,与实验所得波形较为吻合,验证了多层爆炸焊接实验中基复板的结合质量。模拟结果显示了相较于单层爆炸焊接,多层爆炸焊接理论上能够节省近68%的炸药量,有效节约了生产成本。     

土中爆炸对埋地管线冲击作用的数值模拟分析

为了研究土中爆炸作用下埋地管线的安全问题,利用AUTODYN-2D、AU?TODYN-3D程序,采用程序提供的流固耦合功能和网格映射功能,对爆炸地冲击作用下埋地管线的变形和破坏问题进行了数值模拟分析,得到不同爆心间距管线的应力峰值.将模拟计算结果和理论计算结果进行了对比分析,结果表明:模拟计算值与TM5-855-1手册理论计算值比较吻合,表明采用数值模拟方法分析爆炸地冲击对埋地管线的作用是可行的,计算结果对地下爆破的安全施工和埋地管线的安全运行具有参考价值.     

基于数值模拟的弹药地面库整库燃爆冲击波毁伤风险评估

弹药燃爆事故是我军后方仓库安全管理工作防护的重点,对弹药燃爆事故危害度进行评估,是武器装备安全风险评估体系的重要组成部分.选取地面库整库弹药燃爆事故为研究对象,应用AUTODYN计算程序,建立了弹药地面库的三维空间有限元仿真模型,并对弹药地面库整库爆炸的冲击波传播过程进行了数值模拟,得到了在冲击波不同毁伤等级下人员、建筑物的毁伤区域,为燃爆事故危害度风险评估提供了数据支持.     

制导航空子母炸弹高速抛撒分离数值仿真

制导航空子母炸弹在跨音速抛撒子弹药过程中,子弹药与母弹的分离伴随着复杂的流场和激波干扰,该过程中不仅存在着激波与激波的相互碰撞、部分激波的多次反射,而且由于受到多体运动的相互作用,其气流方向也发生变化,形成了变化复杂的压力、速度分布区域。采用数值模拟的方法对制导航空子母炸弹子弹药高速抛撒分离过程进行了数值仿真分析,应用嵌套网格技术,耦合多体动力学方程以及 N－S 方程求解子母炸弹高速分离过程,为工程设计、研究提供理论指导与计算依据。     

爆炸冲击波对靶板的损伤仿真与评估研究

为了研究爆炸冲击波对武器装备的损伤,建立了炸药爆炸冲击靶板的有限元模型,对不同厚度靶板在确定爆炸冲击环境下的损伤进行了仿真试验。不同于传统的宏观破口尺寸损伤表征参数,引入了等效塑性应变来精确描述靶板损伤,并提出了一种基于主成分分析理论对靶板损伤进行评估的方法。结果表明：利用该方法所得到的计算结果与理论分析结果完全一致。这说明基于多元统计分析的靶板损伤评估方法是切实可行的,可以进一步应用于装备爆炸损伤评估与易损性研究中。     

基于氮气驱动的悬挂发射装置数理建模分析

建立采用氮气驱动的弹射型悬挂发射装置的数学物理模型,用气体动力学理论分析了高压氮气从储气罐通过导气管道到弹射活塞腔室,驱动活塞推动悬挂物直至其完全脱离载机的整个运动过程。给出了对某型号悬挂发射装置的实例计算,讨论了不同结构参数对弹射性能的影响,为该系统的实际设计开发提供了理论依据。     

密闭空间战斗部爆炸冲击波的数值模拟

地下目标腔室具有明显的“封闭效应”,通过分析典型地下目标的结构特点,构建了战斗部在某一单体目标内部爆炸的有限元模型,采用ALE算法实现了冲击波对设备的力学加载.研究表明,该方法能够有效模拟冲击波的反射、绕流、衍射等现象,所得结论可为地下目标的结构设计和设备的有效防护提供依据.     

空地协同作战仿真想定设计

首先利用蒙特卡罗法和排队论对空地协同作战仿真想定进行设计,接着建立不同模式下的协同模型,并给出了第3个空地协同作战模式的流程图,最后通过计算机仿真得到了一些对空地协同方案制定具有重要参考价值的原则.     

油料洞库支坑道对爆炸传播影响的数值模拟研究

油料洞库是典型的狭长受限空间,湍流强度是这种复杂受限空间中爆炸燃烧波发展的主要影响因素之一,爆炸波在主坑道的传播过程中,经分支坑道扰动后会发生跃升。针对这种复杂的跃变过程建立了基于多控机理的油气爆炸燃烧模型,对该过程中涉及的湍流强度经旁接分支通道扰动后的变化以及爆炸压力波的发展进行了数值模拟研究,并将数值模拟结果与实验结果进行了对比和综合理论分析。得到了一些与洞库安全相关的重要结论,对洞库受限空间爆炸发展的进一步研究以及爆炸灾害的防治具有重要的参考价值。