爆炸冲击波数值模拟及超压计算公式的修正

应用LS-DYNA有限元程序建立2,4,6-三硝基甲苯(TNT)炸药爆炸的数值模型并进行空爆数值计算,结合常用的经验公式,验证计算模型及参数取值的可信性.基于以上研究,提出冲击波超压修正计算方法,以各经验公式加权平均值作为参考,对数值模拟结果进行修正.结果表明:早期常用的经验公式与数值模拟计算结果分别处于爆炸冲击波超压的中下位值及下限值,均存在低估爆炸冲击波的危险.通过修正计算方法修正后的冲击波超压,可以作为爆炸冲击波超压的中位值.     

建筑物外部爆炸超压荷载的数值模拟

在对易于遭受爆炸危害的建筑物进行抗爆设计与加固时,首先需要确定作用在建筑物上的爆炸超压荷载模型.但是由于受到建筑物自身特征及周围环境等多种因素的影响,作用在建筑物上的爆炸超压荷载十分复杂.为了掌握作用在建筑物上的爆炸超压荷载的特性,应用非线性显式动力分析软件建立了建筑物外部爆炸超压荷载的数值分析模型,分析了网格划分尺寸的大小对爆炸超压荷载计算结果的影响,模拟了建筑物外部的刚性地面上发生爆炸的过程,研究了爆炸冲击波在建筑外部空间中的传播与衰减规律,以及作用在建筑物外表面的爆炸超压荷载的特性.模拟了邻近建筑物对爆炸冲击波的反射和阻挡作用,同时研究了邻近建筑物的几何尺寸和位置等因素对作用在目标建筑物上的爆炸超压荷载的影响,从而为在建筑物的抗爆设计与加固中确定合理的爆炸超压荷载模型提供了理论依据.     

PVB夹层钢化玻璃冲击波毁伤效应实验研究

为获得爆炸冲击波对带PVB夹层钢化玻璃的超压毁伤阈值和冲量毁伤阈值,针对6 mm+1.52 mmPVB+6 mm厚带PVB夹层的钢化玻璃进行了多发外场化爆实验,对每一发实验进行了爆炸参数测试,获得了冲击波超压随时间变化历程的实验数据.通过观察和记录的实验现象,分析确定了6 mm+1.52 mmPVB+6 mm厚带PVB夹层钢化玻璃被冲击波破坏的临界状态所对应的实验发次.结合实验设计与实施条件,根据冲击波压力测试结果,得到了6 mm+1.52 mmPVB+6 mm厚带PVB夹层的钢化玻璃冲击波超压和冲量毁伤阈值的近似值.实验结果表明,在合理的安装方式下6 mm+1.52 mmPVB+6 mm厚带PVB夹层的钢化玻璃的冲击波毁伤超压阈值范围为41~55 kPa,冲量阈值范围为180~299 kP a· ms.      

冲击波超压峰值的数值计算

为提高冲击波超压峰值的数值计算精度,该文根据二阶Roe格式,模拟了3种不同粗细网格条件下的点爆炸流场.基于高精度的数值计算格式,利用冲击波的发展规律求得波阵面速度,再由兰金雨贡纽方程计算得到超压峰值.并与数值模拟的直接超压峰值进行了对照讨论.结果表明随着网格加密,数值直接超压峰值不断逼近采用冲击波传播速度获得的超压峰值,而后者几乎不变.     

四川盆地高石梯-磨溪构造震旦系-寒武系含气层系流体特征

下寒武统龙王庙组-上震旦统灯影组是川中高石梯-磨溪构造主要的含气层系。以地层水化学资料和实测地层压力为基础,分析灯影组-龙王庙组地层水化学特征和地层压力分布,研究地层流体特征与油气成藏的关系。结果显示:地层水离子中Cl-、K++Na+和Ca2+占绝对优势,以CaCl2型地层水为主,总矿化度高,变质程度深,封闭性好,还原性强,对油气聚集和保存十分有利。根据压力系数分布特征将龙王庙组-灯影组划分为龙王庙组异常高压带、灯四段-灯二段上部常压带和灯二段下部异常低压带。天然气高产区与地层水矿化度高值区以及超压分布区具有良好的对应关系,压力系数对天然气产量的影响尤为明显。     

大民屯凹陷超压的发育演化及油气运聚的动力学机制

通过186口探井545组实测储层压力数据的统计分析,采用等效深度法对65口井泥岩段声波时差进行压力计算,并利用数值模拟技术对大民屯凹陷超压的发育演化进行研究,结合应力场演化与断裂发育分布和活动强度性分析,探讨大民屯凹陷厚层烃源岩排烃的动力学机制。结果表明:凹陷内超压普遍发育;快速沉降沉积和生烃作用是超压发育的主控因素;沙四段沉积期超压开始发育并迅速增大,在沙一段沉积期达到最高,随后逐渐泄放降低,断裂发育少的地区超压发育,断裂密集发育区超压发育相对较弱;在超压的作用下地下流体以幕式流动为主;阐明了大民屯凹陷超压主导型和构造活动-超压联控型两种幕式成藏的动力学机制。     

王府凹陷青山口组地层超压及油气运移深度研究

为了弄清松辽盆地王府凹陷青山口组地层超压对扶余油层油水包络面深度的控制作用,进一步指导油气勘探,通过研究青山口组泥岩超压的形成时期以及超压大小,并分析研究区内139口井点的超压值与扶余油层油底深度的关系。对王府凹陷扶余油层油水包络面深度进行研究。结果表明:王府凹陷青山口组源岩异常高压主要形成于明水组末期,超压在凹陷中心约为7 MPa;研究区扶余油层油水包络面深度与上覆青山口组地层超压的拟合关系为y=-5.171 7x2+68.764x-24.71,油气向下运移的距离约为120—200 m。     

双侧分支结构管道内粉尘爆炸传播规律

为探究粉尘爆炸在工业除尘管网中的传播规律,基于1m³粉尘爆炸测试系统和自主设计的双侧分支结构管道,对双侧分支结构管道内玉米淀粉爆炸火焰传播速度和超压峰值的变化规律展开研究.实验结果表明:三种粉尘质量浓度下,火焰在主管道内的传播速度随传播距离增加均呈持续上升趋势,双侧分支结构对火焰传播具有弱化作用,且距离点火端越近,弱化作用越显著;双侧分支结构的安装位置会影响管道内超压峰值,其在距离点火端较近时呈持续衰减趋势,距离点火端较远时呈先快速下降后上升再缓慢衰减趋势.以上研究为除尘系统的防爆设计提供参考和依据.     

路段上游直线式公交站点对车辆延误影响分析

针对公交车在直线式公交站点停靠时对车辆运行效率影响问题,利用交通波理论对交通流稳定输入下路段上游直线式公交站点对车辆延误影响分析,将延误分为在公交站点受公交车停靠阻滞产生的延误及受到公交车停靠影响的车辆在交叉口处产生的延误,并利用交通波理论分别对不受公交车停靠影响的车辆延误及受到影响的车辆延误计算模型构建,进而得到公交车停靠引起车辆延误变化即车辆附加延误。最后对所提出的延误模型数值分析,分别得到交叉口信号周期、绿信比、交通流量及公交车停靠时间对车辆延误影响。结果表明,随着绿信比、信号周期减小和交通流量、公交车停靠时间增加,车辆附加延误呈上升趋势,其中公交车停靠时间和交通流量对附加延误影响较大。      

密闭巷道内瓦斯爆炸超压场的数值模拟研究

应用计算流体动力学软件AutoreaGas定量研究了截面为3 m×3 m、长25 m的一段密闭巷道中瓦斯爆炸超压场. 通过数值模拟手段分析了障碍物的形状和大小对密闭巷道中瓦斯爆炸超压的影响,确定了形成最大爆炸超压时巷道内的最佳阻塞比,并在最佳阻塞比的障碍物填装条件下,研究了不同瓦斯浓度对爆炸超压的影响. 结果表明,瓦斯空气混合物爆炸超压随着阻塞比的增大呈现先增大后减小的趋势,在7.5%、8.5%、9.5%、10.5%、11.5% 5种瓦斯浓度下,爆炸超压随着浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,当阻塞比为26.6%时,爆炸超压在9.5%时达到峰值.