【摘要】：作為評估導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗部毀傷威力的重要手段之一，沖擊波超壓測試是指根據(jù)試驗各個測點的沖擊波超壓值求出等效裝藥量。準(zhǔn)確的測得超壓參數(shù)對彈藥威力評估及研制有著非常重要的指導(dǎo)意義。目前，筆式和圓盤式自由場超壓測試裝置外形結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛。其幾何結(jié)構(gòu)會影響沖擊波波陣面的流動性，從而影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于數(shù)值模擬仿真和激波管校準(zhǔn)技術(shù)的快速發(fā)展及現(xiàn)場試驗條件的限制，對沖擊波問題的研究多采用以數(shù)值模擬和激波管校準(zhǔn)為主試驗測試為輔的方法。 本文從理論分析、仿真模擬、激波管實驗以及現(xiàn)場試驗四個方面對自由場沖擊波超壓測試裝置外形結(jié)構(gòu)對流場的影響進(jìn)行了研究，重點做了以下的研究工作： （1）對空中爆炸沖擊波的形成、反射以及多種情況下的繞流做了詳細(xì)闡述；對沖擊波參數(shù)的估算公式進(jìn)行簡單介紹；對計算流體動力學(xué)理論和數(shù)值仿真方法及使用軟件進(jìn)行介紹；利用流體力學(xué)仿真軟件Fluent構(gòu)建激波流場下兩種測壓裝置的正常、凹凸等三維模型并對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 （2）分別對圓盤和筆式兩種測試結(jié)構(gòu)的多種模型進(jìn)行不同壓強(qiáng)下的仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析。 （3）對激波管動態(tài)校準(zhǔn)原理和系統(tǒng)進(jìn)行介紹，并利用激波管進(jìn)行與仿真相同條件下的校準(zhǔn)實驗，重點對筆式和圓盤式測試裝置外形結(jié)構(gòu)對沖擊波場的影響以及兩種結(jié)構(gòu)的傳感器敏感面凹凸度與偏斜角度對測試結(jié)果的影響兩個方面進(jìn)行了研究，將模擬仿真結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。 （4）設(shè)計升級了沖擊波壓力存儲測試系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)進(jìn)行了實爆試驗，測得不同條件下的沖擊波數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析；并提出更優(yōu)的測試方法，包括：測試裝置外形結(jié)構(gòu)的選擇，傳感器的安裝方式，并為以后的測試數(shù)據(jù)修正提供一定參考。
【圖文】：

圖 2. 1 高速 攝 影下 的 沖 擊波 圖 2. 2 典型 沖 擊 波 P - t 示意 圖 2. 1 . 2 近地 爆 炸沖 擊 波 傳播 特 性 為了 正確 的 認(rèn)識 沖 擊 波， 需 要深 入了 解 它 的 傳播 過 程 ， 圖 2 .3 中 繪出 了 包 含 壓力 p距爆 心空 間 距離 X 和 時間 t 的三 維度 的 自 由 場沖 擊 波超 壓傳 播 波 形 ，這 里 的 自 由場 沖 擊 波是 指在 無 限空 間 中 或 未受 物 體 干 擾的 有 限 空間 中 爆炸 生成 的 沖 擊 波， 圖中 0 點為 爆 心 p1(t ) 為 第一 次 超壓 峰 值 ，爆 距 X1<X 2<X 3<X 4。研 究 發(fā)現(xiàn) ，當(dāng) 爆 炸 產(chǎn)物 不 再 繼 續(xù)向 外 運 動 時， 沖 擊 波 與其 發(fā) 生 分離 ， 波 陣 面以 超 音 速 的速 度 向前 ，而 在 正 壓 區(qū)末 尾 速 度 慢于 波 陣 面， 從 而 使 得正 壓 區(qū) 被持 續(xù) 的拉 長。 圖 中 顯 示測 試 位置 離爆 心 距 離 越近 ， 則 測 得的 超 壓 值 p 越大 ，壓 力 峰值 減 小 的趨 勢 也 越快 ， 壓 力時 域 脈 寬的 寬 度 也越 窄 [5 1 ] 。

圖 2. 1 高速 攝 影下 的 沖 擊波 圖 2. 2 典型 沖 擊 波 P - t 示意 圖 2. 1 . 2 近地 爆 炸沖 擊 波 傳播 特 性 為了 正確 的 認(rèn)識 沖 擊 波， 需 要深 入了 解 它 的 傳播 過 程 ， 圖 2 .3 中 繪出 了 包 含 壓力 p距爆 心空 間 距離 X 和 時間 t 的三 維度 的 自 由 場沖 擊 波超 壓傳 播 波 形 ，這 里 的 自 由場 沖 擊 波是 指在 無 限空 間 中 或 未受 物 體 干 擾的 有 限 空間 中 爆炸 生成 的 沖 擊 波， 圖中 0 點為 爆 心 p1(t ) 為 第一 次 超壓 峰 值 ，爆 距 X1<X 2<X 3<X 4。研 究 發(fā)現(xiàn) ，當(dāng) 爆 炸 產(chǎn)物 不 再 繼 續(xù)向 外 運 動 時， 沖 擊 波 與其 發(fā) 生 分離 ， 波 陣 面以 超 音 速 的速 度 向前 ，而 在 正 壓 區(qū)末 尾 速 度 慢于 波 陣 面， 從 而 使 得正 壓 區(qū) 被持 續(xù) 的拉 長。 圖 中 顯 示測 試 位置 離爆 心 距 離 越近 ， 則 測 得的 超 壓 值 p 越大 ，，壓 力 峰值 減 小 的趨 勢 也 越快 ， 壓 力時 域 脈 寬的 寬 度 也越 窄 [5 1 ] 。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ410.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔡軍鋒;易建政;張曉倩;;坑道內(nèi)爆毀傷效應(yīng)與隔爆防護(hù)研究綜述[J];地下空間與工程學(xué)報;2009年02期

2 楊鑫;石少卿;程鵬飛;;空氣中TNT爆炸沖擊波超壓峰值的預(yù)測及數(shù)值模擬[J];爆破;2008年01期

3 王偉力;曲面沖擊波馬赫反射特性理論研究[J];稀有金屬材料與工程;1992年05期

4 田壯;杜紅棉;祖靜;溫濟(jì)霞;;戰(zhàn)斗部動爆沖擊波存儲測試方法研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2013年03期

5 周杰;陶鋼;張洪偉;潘保青;;模擬不同爆炸沖擊波的計算方法研究[J];兵工學(xué)報;2014年11期

6 焦耀晗;徐鵬;杜紅棉;劉帆;梁永燁;;基于FPGA和無線通信的炮口沖擊波測試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2014年11期

7 ;Double detonation drivers for a shock tube/tunnel[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2004年04期

8 劉江,孫忠良;常規(guī)兵器發(fā)射或爆炸時脈沖噪聲和沖擊波對人員聽器損傷的安全限值[J];解放軍預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志;1999年03期

9 王世芬,李清泉;繞平板上直圓柱體的高超聲速湍流分離流[J];空氣動力學(xué)學(xué)報;1992年01期

10 黃文生,小野寺S

本文編號：2621200