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。     

不同的扩散模型对再入体等离子体鞘电子密度分布的影响

本文研究不同的扩散模型对再入体等离子体鞘电子密度分布的影响。由于电子和离子的质量相差三个量级以上,电子的浓度扩散速度比离子大得多,引起正负电荷分离。由此产生的诱导电场又阻碍带电粒子的扩散运动。本文同时考虑这二种影响扩散的因素,得到了非平衡等离子体鞘带电粒子分布的数值解,并与准中性模型、双极扩散模型等其它三种近似模型进行了比较。计算表明:流场的大部份区域满足等离子体准中性假定,但在物面和激波附近存在电荷分离较明显的薄层,其厚度约为Debye屏蔽长度的量级。这种边界效应对中性粒子的分布影响甚微,但对带电粒子的分布则产生一定的影响。由此可以判断各种扩散模型的适用性。     

垂直切变风场中声重波的KdV方程

本文利用二维约化摄动方法推导出垂直切变风场中声重波的 KdV 方程。从而进一步证明中尺度 TID 的激发源是声重波这一尚未弄清的问题。另外,本文推导出的方程还可作研究声重波远场处的相互作用、能量交换及不稳定性等特征的出发方程。     

风对旋转弹丸弹道轨迹的交叉影响

本文解释了风对旋转弹丸弹道轨迹交叉影响的物理本质,分析了风对直射弹道和曲射弹道的影响。指出横风对于直射弹道的交叉影响引起的射程偏差较大;而纵风对于曲射弹道的交叉影响所引起的方向偏差在大射角时也较为明显。     

Blast resistance evaluation of urban utility tunnel reinforced with BFRP bars

To improve corrosion-resistance of shallow-buried concrete urban utility tunnels(UUTs),basalt fiber reinforced polymer(BFRP)bars are applied to reinforce UUTs.As the UUT must have excellent survival capability under accidental explosions,a shallow-buried BFRP bars reinforced UUT(BBRU)was designed and constructed.Repetitive blast experiments were carried out on this BBRU.Dynamic responses,damage evolutions and failure styles of the BBRU under repetitive explosions were revealed.The tunnel roof is the most vulnerable component and longitudinal cracks develop along the tunnel.When the scaled distance is larger than 1.10 m/kg1/3,no cracks are observed in the experiments.When the BBRU is severely damaged,there are five cracks forming and developing along the roof.The roof is simplified as a clamped-supported one-way slab,proved by the observation that the maximum strain of the transverse bar is much larger than that of the longitudinal bar.Dynamic responses of the roof slab are predicted by dynamic Euler beam theory,which can consistently predict the roof displacement under large-scaled-distance explosion.Compared with the UUT reinforced with steel bars,the BBRU has advantages in blast resistance with smaller deflections and more evenly-distributed cracks when the scaled distance is smaller than 1.260 m/kg1/3 and the steel bars enter plastic state.Longer elastic defamation of the BFRP bars endows the UUT more excellent blast resistance under small-scaled-distance explosions.     

长坑道中防护门上的化爆冲击波压力研究

为了对坑道中的防护门抗化爆冲击波进行有效的设计,先需确切知道作用在防护门上的反射压力。首先基于Hopkinson比例定律,用LS-DYNA动力有限元软件模拟了常规炸药在坑道入口外爆炸情况下,长坑道中自由场冲击波峰值压力的衰减规律,并由此确定作用在防护门上的反射压力。计算结果与其他经验方法的预测结果进行了比较。可供防护门的设计及动力响应研究参考。     

风洞现场电磁干扰测量研究

根据风洞现场测控系统的特点,对风洞现场的电磁干扰测量方法和技术进行研究,并在风洞中进行试验,得到了相关的试验数据．通过对数据的分析可以得出：影响风洞现场测控系统的电磁干扰源主要是大功率变频装置,耦合途径为空间辐射和电源线传导．     

脉冲等离子体推力器羽流场数值分析

为掌握脉冲等离子体推力器的羽流特性,考虑磁场对等离子体羽流的影响,结合DSMC和PIC方法建立了粒子-流体混合模拟模型,以磁流体力学模拟提供入口条件对推力器羽流开展了三维数值研究,并通过朗缪尔三探针诊断对计算结果进行了验证。研究表明,羽流膨胀过程中各组分的动力学行为差异明显;放电电流振荡会导致产生低速离子群,并会加重离子回流;电磁加速是羽流等离子体主要的加速机制,磁场对推力器羽流的流动具有重要作用。     

激光PIV流场显示与测量系统

利用课题组自行设计研制的一套粒子图像测速(PIV)系统对高速水洞中流场进行了测试研究.测试系统中,光源使用Nd:YAG调Q双激光器,其波长532 nm,脉冲时间8 ns,脉冲能量100 mJ;示踪粒子则采用直径200 μm的镀银聚苯乙烯微球.无模型空流场测试结果表明,该系统对无模型空流场的测试误差小于1.3％;而通过圆球模型绕流流场测试结果与其理论值的对比发现,大部分测试流场区域的测试误差小于2％.     

切伦科夫辐射的强流电子束均匀性光学诊断

透明介质中带电粒子的运动速度大于介质中的光速时就会产生切伦科夫辐射光。搭建了基于切伦科夫辐射光的强流电子束均匀性诊断系统,实现了时间和空间分辨的纳秒级电子束均匀性光学诊断。利用程序对诊断系统进行设计。在此基础上对两种天鹅绒阴极发射均匀性进行光学诊断测量。结果表明:在相同电参数下,碳纤维天鹅绒较化纤天鹅绒具有更好的发射性能,与之对应的切伦科夫辐射光斑面积更大,其亮度扫描曲线不但中心增强区域较化纤天鹅绒宽,在其边缘附近也有较强的亮度分布;通过分析切伦科夫辐射光斑的分布和强弱的时间分辨图像,可以得到阴极在电脉冲过程中的运行状态,具有10ns~100ns级时间分辨特性。