高超声速飞行器常规螺线管磁控热防护系统可行性分析

针对高超声速飞行器鼻锥热防护,构造常规圆柱螺线管磁控热防护系统的物理模型。采用低磁雷诺数磁流体数学模型,对外加磁场作用下的高超声速鼻锥流场进行数值模拟;分析常规螺线管磁控热防护系统的有效磁感应强度范围;给出满足导线电流密度工作极限的螺线管几何参数的要求。研究表明,由于磁控"饱和现象"及导线电流密度的限制,系统可行工作范围为驻点磁感应强度B0∈[0.05 T,0.20 T];B0=0.20 T时,驻点热流密度和总热流分别降低了31.3%和56.6%,热防护效果良好;但磁控系统导线质量仍然较重,应采用可缩短与驻点间距离的异形螺旋管或超导磁铁等替代方法来满足工程防热需求。     

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。     

水面舰艇结构抗水下爆炸毁伤能力表征方法研究

基于舰体抗毁伤能力主要表征参数、舰体抗毁伤完好性等级以及标准毁伤设计载荷的研究,提出了三个表征舰体结构抗水下爆炸毁伤能力的参数,给出了表征参数阈值及其与破损船体的毁伤等级之间的关系,形成了舰体结构抗水下爆炸毁伤能力的表征方法,从而为水面舰艇结构抗毁伤能力的评估和工程设计提供参考。     

球形破片侵彻明胶运动模型及破片参数敏感性分析

为揭示球形破片对人体组织致伤机理,以明胶作为人体组织的替代物,基于动态空腔膨胀理论,考虑球形破片未完全侵入阶段的速度衰减,建立了球形破片侵彻明胶的分段运动理论模型,研究了球形破片侵彻明胶的运动规律。通过钢球和钨球侵彻明胶的实验验证了模型的正确性,求解了模型中的最优阻力系数。分析了理论计算过程中的误差来源,并推导得到了无量纲侵彻深度的表达式。利用Sobol′法进行了球形破片参数(直径、密度和速度)对侵彻深度影响的敏感性分析。结果表明：运动模型能够较好地模拟球形破片的运动规律;低密度的球形破片在未完全侵入阶段的速度衰减不能忽略;球形破片参数对侵彻深度影响的敏感性由高到低依次是速度、密度和直径。     

基于层次聚类法的化工装置火灾爆炸灾害事故模式分析

化工装置灾害事故模式的研究,有益于从源头上做好灾害事故的预防工作。在介绍传统事故模式分析方法的基础上,提出了基于层次聚类法的化工装置火灾爆炸灾害事故模式分析方法,并对近20年100起相关灾害事故案例进行了模式分析研究。     

CNG加气站与民用建筑防火间距的量化分析

对于采用储气井储存方式的CNG加气站,其与附近民用建筑的防火间距问题,在目前的规范中没有相应要求。而在《汽车加油加气站设计与施工规范》中虽有储气井与民用建筑的防火距离规定,但对民用建筑的保护类别界定在实际操作中较困难。结合实际工程,通过采用对储气井储存方式的CNG加气站各工艺设备进行火灾和爆炸危险性的量化分析,验证了其与附近民用建筑的防火间距,为此类工程设计提供了方法和依据。     

爆轰波斜冲击作用下破片飞散特性研究

为研究非对称结构战斗部的破片飞散特性,利用斜激波理论对爆轰波作用于壳体表面的过程进行研究,并利用自由面速度倍增定律对波在自由面反射后质点速度的计算进行简化,得到了破片飞散角的计算模型。利用D型战斗部试验数据对计算模型进行验证,结果表明,斜激波理论计算得到的破片飞散与试验结果吻合很好;当入射角较小时,壳体飞散角与入射角成线性关系。     

不同环境条件油气爆炸极限测试模拟实验系统

针对不同环境条件油气爆炸极限测试的特殊需要,研制了相应的测试实验台架和关键参数测试系统。对标准20L球形爆炸装置进行了改进,使之适用于不同环境条件油气爆炸极限的测定与分析,设计并构建了能够配制不同浓度油气的油气雾化循环配气系统、瞬态压力测试单元、温湿度测试单元和气体组分测试单元等。实验验证与分析结果表明：该模拟实验系统能够满足不同环境条件油气爆炸极限测试分析的需要,也可供其他相似可燃气体（液体蒸气）测试使用。     

三元混合气体爆炸极限实验研究

瓦斯爆炸是煤矿灾害事故最主要的因素。瓦斯是以CH4为主,常含有CO2、CO、H2S、C2H4、C2H6、H2、SO2等的多元混合可燃性气体。随着各组分配比的不同,瓦斯的爆炸极限不同,呈现的火灾爆炸危险性也不同。利用HY12474型爆炸极限测定仪研究煤矿开采区常见的可燃气体混合物爆炸极限随组分配比变化的情况。通过对三组分不同配比混合气体的爆炸极限的测试,采用Taylor多项式,拟合出了常压下三元气体混合物的爆炸极限随组分配比变化的经验计算公式,并通过实验数据进行了验证,表明经验公式计算结果与实验数据很好吻合,具有工程应用价值。     

钢结构制药厂房火灾特点及爆炸坍塌情形分析

通过对钢结构制药厂房（车间）的建筑结构、火灾特点的分析以及钢结构建筑发生坍塌和引发爆炸等情形的正确判断,为今后处置该类场所灾害事故的救援行动提供参考依据。