凝聚炸藥爆轟波的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)較為成熟,考慮到實(shí)驗(yàn)研究的工程量較大、研究成本較高以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境的不確定性等因素,借助計(jì)算機(jī)技術(shù)通過數(shù)值模擬爆轟波的傳播過程已經(jīng)成為一種較為經(jīng)濟(jì)的科研方式,并且通過數(shù)值計(jì)算的方法可以得到實(shí)驗(yàn)中許多問題無法得到的解析解。在凝聚炸藥爆轟波傳播過程的數(shù)值模擬研究中,直接數(shù)值模擬方法是一種較為簡潔且數(shù)值模擬結(jié)果可靠性較高的算法,但其對計(jì)算力的巨大需求也是一個(gè)顯著的缺點(diǎn)。為了得到較好的數(shù)值模擬結(jié)果,本文建立了非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格下凝聚炸藥爆轟波傳播過程的直接數(shù)值模擬模型。該模型的建立,有助于今后不同類型狀態(tài)方程下凝聚炸藥爆轟波直接數(shù)值模擬的研究,并且非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格下有限體積法的重構(gòu)演化方法有利于之后復(fù)雜幾何體內(nèi)爆轟波傳播的直接數(shù)值模擬研究。本文通過求解二維反應(yīng)Euler方程組,得到了不同時(shí)刻的爆轟波陣面位置,并且探討了一維平面流動時(shí)流動區(qū)域狀態(tài)參量的變化規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果表明非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格下有限體積法對半離散控制方程組的重構(gòu)及演化是適用的,并且成功捕捉到鈍感凝聚炸藥爆轟波陣面的波形,與實(shí)驗(yàn)觀測到的爆轟波形類似,波陣面發(fā)生彎曲,出現(xiàn)曲率效應(yīng)。本文推導(dǎo)了鈍感凝聚炸藥爆轟波ZND模型反應(yīng)區(qū)解析...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?（ａ）．?dāng)U張管中間隔１?／ｚｓ時(shí)由ｌｅｖｅｌ－ｓｅｔ?－／ｃ解對應(yīng)的爆轟速度（ｍｍ／／ｚｓ）；??（ｂ）．?dāng)U張管中間隔１?時(shí)ｌｅｖｅｌ－ｓｅｔ?Ｚ）ｎ－／ｃ曲線簇（虛線）與ＤＮＳ曲線簇（實(shí)線）對比圖［１１］??

（ａ）．?（ｂ）．??圖１．１?（ａ）．間隔１?ｐ時(shí)的爆轟波前沿曲線簇；??（ｂ）．間隔１斯時(shí)ＤＮＳ方法得到的爆轟波前沿曲線簇與點(diǎn)畫線表示的惠更斯解的對比圖：１１］??２〇－?ｍｍ？／／／?２〇＂?

圖１．３?（ａ）．圓弧管中間隔１?時(shí)由ｌｅｖｅｌ－ｓｅｔ?Ｚ）ｎ?—／ｃ解對應(yīng)的爆轟速度（ｍｍ／／／５）；??（ｂ）．圓弧管中間隔１?／／ｓ時(shí)ｌｅｖｅｌ－ｓｅｔ?Ｄ？－ｋ曲線簇（虛線）與ＤＮＳ曲線簇（實(shí)線）對比圖

（ａ）．?（ｂ）．??圖１．１?（ａ）．間隔１?ｐ時(shí)的爆轟波前沿曲線簇；??（ｂ）．間隔１斯時(shí)ＤＮＳ方法得到的爆轟波前沿曲線簇與點(diǎn)畫線表示的惠更斯解的對比圖：１１］??２〇－?ｍｍ？／／／?２〇＂?

圖１．４?（ａ）氣體沖擊波衍射原理圖（ｂ）?ＺＮＤ－ＣＪ模型中擾動角與反應(yīng)度Ｚ關(guān)系圖??

出了具體的斜爆轟波的結(jié)構(gòu)特征。在高爆炸藥爆轟波傳播的研宄中，Ｒｏｍｉｃｋ等給出了??具體的高階爆轟波裝配方法［２７］。Ｐｏｗｅｒｓ給出了驗(yàn)證二維流動數(shù)值算法的精確解［２８］。考??慮到爆轟波的繞射問題，ｓｋｅｗＳ［２９］對氣體沖擊波衍射問題給出了結(jié)構(gòu)原理圖，如圖１．４??所示。Ａ....

圖２．?２爆轟波陣面附近的圓柱體微元??

如圖２．２所示，若爆轟波陣面在時(shí)間（內(nèi)穿過整個(gè)圓柱體，則圓柱體的初始體積和??質(zhì)量分別等于ＳＣＤ?－?ｕ＃和ｐＱＳ（￡＞?—Ｗｔ，其中ｐＱ為炸藥的初始密度。左側(cè)端面為爆轟??波進(jìn)入圓柱體的入口，以反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)點(diǎn)速度ｗ移動，經(jīng)過時(shí)間ｔ，圓柱體的高度縮短了??Ｃｕ－ｕｊｔ。因此，反應(yīng)產(chǎn)....

本文編號：3899690