爆炸驱动作用下固体燃料分散过程的计算分析

在分析FAE燃料分散物理过程的基础上,利用爆轰产物分段等熵膨胀原理估算了中心装药爆生气体产物膨胀范围,建立了固体燃料颗粒抛撒的二相流运动模型,获得了抛撒距离的计算方法.固体燃料颗粒尺寸、形状等影响其抛撒距离,且决定燃料云雾区内固体燃料分布的均匀性.与实验结果的对比表明了理论预测的正确性,可以为FAE燃料设计及其云雾范围控制提供依据.     

子母弹最佳抛撒半径与导弹精度关系研究

子母弹抛撒半径是评定子母弹打击效果的基础,而子母弹最佳抛撒半径与导弹精度密切相关,为了提高子母弹对目标的打击效果,需要确定子母弹最佳抛撒半径与导弹精度之间的确切关系.基于Monte Carlo模拟方法计算机场跑道失效率,分析了导弹精度和子母弹抛撒半径对跑道失效率的影响,运用黄金分割法求出不同导弹精度下的子母弹最佳抛撒半径,并用最小二乘法对导弹精度与子母弹最佳抛撒半径的函数关系进行拟合,通过比较得出二者近似为线性关系.     

爆炸抛撒过程的研究进展

爆炸抛撒指含能材料爆炸产生的瞬时高压对周围介质产生驱动作用的过程,这种驱动方式在军事和民用工程中获得了广泛应用。整理了国内外涉及爆炸抛撒武器的研究资料,详细分析了爆炸抛撒在化学武器、FAE、灭火弹药、金属颗粒流毁伤元中的应用,从理论分析、数值仿真和试验研究等方面对爆炸抛撒过程的研究进行了综述,系统总结了爆炸抛撒过程中云雾范围、颗粒速度、尺寸、浓度和温度效应等主要参数的研究进展,归纳了各参数规律性的表现,提出了今后应该重点解决的问题和研究方向。     

液体燃料爆炸抛撒和FAE形成过程的数值模拟

将液体燃料爆炸抛撒和ＦＡＦ云雾形成全过程分２个阶段处理,在抛撒初期,利用运动边界处理方法,建立一维单相流动模型来描述爆轰产物气体和燃料液体的运动。在其后过程,采用两相模型描述燃料液体与周围大气相互作用过程。数值模拟得出的云雾处形变化与实验结果符合得较好。数值模拟还给出了云雾区的物理参数变化规律。     

子母弹对面目标封锁效能的蒙特卡洛仿真

子母弹在飞行至指定空间位置时,接到抛射信号后立即打开母弹弹舱进行子弹药抛撒.子弹药一般在目标区域呈现一定的散布,短时间内对面目标形成大面积封锁和杀伤.为提高子母弹对目标的封锁效能,构建了子母弹抛撒系统模型.结合技术要求,分别选择中心爆管抛撒和聚能切割作为系统抛撒方式和开舱方式;子弹药采用分层排布设置.应用蒙特卡洛方法进行子母弹对面目标封锁效能仿真,抽象出了开舱高度、抛射速度的概率模型,编制出计算分析程序对不同抛撒速度和抛撒高度下系统封锁效能进行了大量计算.结果表明,随着抛撒高度的增加,系统效能随抛撒速度的增加存在一个优化区间,为更合理地设计子母弹抛撒系统提供了参考依据.     

一种在线测量竖直平行平面位置关系的检测机构

由于机床具有质量大且不易移动的特点,因此对其竖直定位面位置误差进行现场测量一直是个难题.为此,设计了可以现场测量竖直平行面位置关系的检测机构.该检测机构可以利用自身与平行平面形状轮廓间的几何关系,将已知基准平面形状轮廓分离,从而计算出被测平面的形状轮廓.依据计算出的形状轮廓与已知被测平面形状轮廓间的差异,可以确定两平行平面的位置关系.同时介绍了检测机构原理,给出了检测方案,开发了位置关系描述算法,并进行了测量试验.试验结果表明:该检测机构能够准确获得两竖直平行平面的位置关系.     

基于外弹道模型的导电纤维丝束落点散布研究

为研究短路毁伤元-导电纤维丝束的落点散布规律,根据子母弹抛撒外弹道理论和丝束展开及飘落运动特性,并重点考虑到丝束运动过程中抛撒速度的散布对其落点的影响,建立了丝束从抛撒到落地的外弹道模型.通过蒙特卡洛法选取丝束抛撒过程中的抛撒速度并代入模型进行了求解.计算结果表明,丝束散布范围、散布半径等参量与飞行试验结果基本吻合,证明了本模型具有应用参考价值.      

非圆截面结构抛撒稳定性数值模拟

为分析初始速度、初始偏转角与质心位置对非圆截面结构抛撒稳定性的影响,利用Fluent程序,对结构在抛撒过程中的质心轨迹与旋转角进行了数值研究. 结果表明:质心径向的最终旋转角随初始抛撒速度的增加呈负指数衰减;在不同结构攻角条件下,质心径向和轴向旋转角均随着初始轴向偏转角的增加而减小,且质心径向偏转角降低速率相对较慢;结构攻角的增加在加剧径向偏转量的同时,削减了轴向偏转量;结构初始攻角与径向的偏转对质心轴向旋转影响不明显.     

无火源释放后冷气溶胶灭火剂运动过程的数值模拟

采用Fluent软件对无火源释放后冷气溶胶灭火剂运动过程进行数值模拟并与实验结果进行对比分析.模拟结果表明:灭火剂微粒释放后主要受驱动气体控制先运动到灭火室底部,受到底部撞击后向上折返到达灭火室顶部,0.5s左右已有灭火剂微粒到达灭火室顶部 ;装填1000 g灭火剂的灭火室内微粒浓度高于500 g的 ;在1.2MPa的喷射压力下,500和1000 g 2种充装量灭火剂的弥漫特性均较好 ;在1.0和1.2 MPa的喷射压力下,2种充装量灭火剂释放后的全淹没效果形成时间较快.与实验对比发现,模拟结果浓度曲线与实验结果有所差别,但是对于灭火剂整体运动情况,两者基本一致.     

灭火弹爆炸抛撒效应数值模拟与分析

为研究灭火弹中心装药结构对灭火水剂抛撒作用的影响,采用ANSYS/LS-DYNA仿真实验的方法,通过建立柱状装药结构和阶梯状装药结构两种灭火弹仿真模型进行仿真计算,并将两者的计算结果进行对比。分析显示:(1)阶梯状装药结构能使灭火水剂在径向上形成速度梯度,有利于浓度均匀的云雾的形成;(2)阶梯状装药模型中有70%的灭火水剂节点向下朝火焰根部抛撒,用于提高灭火效能,而柱状装药模型中只有50%。     

便携式热气溶胶灭火器在家用汽车上的应用

随着人们安全意识的提高，车用灭火器已成为一种必备设施，然而传统干粉灭火器需对准着火部位喷射灭火，掀开汽车引擎盖时窜出的火焰会造成灭火人员被烧伤．为解决这一问题，提出一种在不打开汽车引擎盖情况下用气体灭火器实现灭火的方法．通过分析热气溶胶优缺点及克服其缺陷的方法，阐述了化学冷却剂的优点，并用实验进行了验证．实验结果表明配合使用化学冷却剂，热气溶胶灭火器喷口温度明显降低，灭火能力大为提高，对汽车引擎火有很好的灭火效果．     

半导体桥对粒状炸药的微对流传热数值模拟

该文用气固两相流理论研究半导体桥使奥克托今炸药受热发火的微对流传热过程，建立了数值计算的数学模型，并采用ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ差分格式进行了数值模拟计算。计算结果说明硅蒸汽冷凝释放潜热在使炸药受热时起主要作用。     

建筑工程自动喷水灭火系统施工与使用中存在的问题与改进的建议

自动喷水灭火系统作为一种智能型的灭火工具，已广泛应用到各种类型的建筑工程，为保护人身及财产安全起到了相当重要的作用。指出了近年来在安装有自动喷水灭火系统的建筑工程验收工作中遇到的一些实际问题，对照现行的国家消防技术规范，提出了一些改进的建议。     

固体火箭发动机撞击点火数值模拟计算

装填高能复合推进剂的固体发动机,在跌落和撞击等情况下可能发生燃烧或爆炸. 为了对发动机低速撞击下的安全性进行评价,建立了发动机撞击靶板点火计算模型,采用热力耦合算法实现机械能和热能之间的转化,采用Arrhenius方程描述推进剂自热反应过程. 对直径为200 mm和480 mm发动机撞击靶板过程进行数值模拟计算,获得了与火箭橇实验结果一致的速度阈值范围. 结果表明计算模型能较好描述发动机撞击点火过程. 计算结果表明,装药量大的发动机撞击后更容易发生点火,发动机撞击点火速度阈值与装药量的对数成线性关系.     

爆炸容器动态响应的三维数字图像相关方法实验研究

通过实验测量手段研究爆炸容器的动态响应和振动特性. 通过使用3D-DIC方法获取爆炸容器在不同炸药药量情况下工作过程中的变形场信息,对容器封头和侧壁中环面的测量结果进行频谱分析得到了两个部位的主要频率,确定了爆炸罐的振动频谱分布情况. 结合有限元模拟方法,使用ANSYS软件模态分析模块建立容器的有限元模型,得到了容器各阶振动模态的固有频率,与DIC结果对比确定了爆炸罐的主要振动模态和振型,证明了本方法在研究容器振动领域的可行性和可靠性.     

接触爆炸和近距离爆炸比冲量数值仿真研究

对于接触爆炸和近距离爆炸的情况,炸药形状、起爆点位置和产物喷射均会造成载荷空间分布复杂,给理论分析和工程应用带来困难。分别采用流固耦合方法和PBM方法对Nansteel近距离爆炸子弹抛掷实验进行数值仿真,结果表明PBM模型仿真结果和实验结果吻合较好,而流固耦合模型仿真结果仅为实验值的70%左右.对于高度为3～10 cm的等长径比TNT药柱接触爆炸仿真结果表明,中心点比冲量随药柱高度线性变化.对640 g和1 250 g等长径比TNT药柱仿真结果表明,爆心距的变化主要影响靶板中心点6 cm半径内的比冲量,基于量纲分析推导出了比冲量的经验公式.      

AP/Al/ferrocene 混合体系粉尘爆炸下限质量浓度实验研究

从粉尘点火模式探讨了高压水射流作用下复合推进剂的点火机理.采用改进的哈特曼管粉尘爆炸装置,进行了高氯酸铵/铝粉/二茂铁(AP/Al/ferrocene)混合体系粉尘爆炸下限质量浓度的实验研究,分析了混合体系粉尘爆炸的过程,研究了组分、环境温度、湿度对爆炸下限质量浓度的影响.结果表明,随着湿度的增加,粉尘体系爆炸下限质量浓度升高;而随着温度的增加,粉尘体系爆炸下限质量浓度则降低;此外,高氯酸铵和二茂铁的质量分数是影响混合体系爆炸下限质量浓度的敏感因素.     

燃烧火球浮力涡环实验与数值模拟

为了研究爆炸及燃烧产生的"蘑菇状"烟团的产生机理,在实验室中通过点燃预混过量乙烯和氧气的气泡,产生瞬时燃烧的火球和烟团。纹影法和高速CCD相机直接拍摄法显示瞬时燃烧火球上升时,迅速形成一具有涡环结构的烟团。采用中尺度气象模式RAM S模拟计算相同尺度加热烟团的流动过程。计算机模拟显示产生涡环形状的烟团现象与初始烟团的形状无关,与初始热源温升也无关。浮力涡环产生的机理应是流体的斜压性,即在有重力的条件下浮力的水平差别造成的涡度生成;涡度生成应在轻流体与环境流体相交的侧边界附近。     

绿色清洁灭火剂的研究现状

综述了当前替代卤代烷灭火剂（主要指哈龙灭火剂）的各种清洁灭火剂，主要有气体灭火剂、液体灭火剂、干粉灭火剂、气溶胶灭火剂，并对它们目前的研究现状作了较为全面的介绍。