• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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深部地下工程岩爆预测的筛选蚁群聚类算法
高玮, 张飞君
2012, 32(6): 568-572. doi: 10.11883/1001-1455(2012)06-0568-05
为了提高仿生聚类算法的计算效率,对传统的蚁群聚类算法进行改进,采用数据合并机制提出了 一种筛选蚁群聚类算法。采用筛选蚁群聚类算法,在岩爆工程实例资料分析的基础上,基于工程类比的思想 判断岩爆的发生状态,提出了一种深部地下工程岩爆预测的新方法。通过多个煤矿深部地下工程岩爆实例的 应用研究证明,和传统的蚁群聚类算法相比,在不显著增加计算难度和复杂度的情况下,新算法对工程实例的 判断准确率更高,其准确率达92%,计算效果更好;而且,计算速度有较大幅度的提高,其计算时间缩短近 40%,说明新算法的计算效率更高。因此,筛选蚁群聚类算法是一种比较实用的岩爆预测新方法,值得在深部 地下工程岩爆研究领域推广应用。
关键词: 爆炸力学, 筛选蚁群聚类算法, 聚类分析, 岩爆预测
不同粒径PMMA粉尘云火焰温度特性研究
甘波, 高伟, 张新燕, 姜海鹏, 毕明树
2019, 39(1): 015401. doi: 10.11883/bzycj-2017-0244
为揭示粒径分布对聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)粉尘云火焰温度的影响,本文分别采用热电偶和高速比色测温法测量了开敞空间不同粒径PMMA粉尘云的火焰温度特性。结果表明:相比30 μm粉尘粒子,100 nm粉尘粒子热解/挥发速率较快,燃烧更加充分,粉尘云火焰的最高温度可达1 551℃,而30 μm粉尘云火焰最高温度仅为1 108℃;在微米尺度,随着PMMA粉尘粒径的增大,火焰最高温度和高温火焰区面积先增大后减小;20 μm粉尘粒子由于其分散性较好,裂解气化特征时间尺度与燃烧反应特征时间尺度较接近,燃烧反应充分,火焰最高温度和高温火焰区面积均最大。
关键词: PMMA, 粉尘爆炸, 粒径分布, 火焰温度
气流特征对水平长管内石松子粉尘爆炸火焰结构的影响
高伟, 阿部俊太郎, 荣建忠, 土桥律
2015, 35(3): 372-379. doi: 10.11883/1001-1455-(2015)03-0372-08
为探索气流特征对水平长管内粉尘爆炸火焰结构的影响,对采用加压送气传输方式形成的石松子粉尘云经静电引燃后其火焰在水平长管内的传播特性进行实验。利用热线风速仪测量不同气流条件下沿管径方向的速度分布和湍流强度分布,采用高速摄像系统记录了火焰在水平管道内的传播过程。实验观察到,即使管内石松子粉尘质量分数相同,仍然会出现2种不同类型的火焰结构: 一种类型火焰轮廓规则、清晰,火焰中心为连续的黄色发光区并由红色边缘火焰包裹;另一种类型火焰空间离散,火焰发光区局部存在,散乱地呈现不规则状态。详细分析不同气流条件对火焰结构的影响。
关键词: 爆炸力学, 粉尘爆炸, 气动传输, 气流特征, 火焰结构, 火焰传播速度
高浓度氩气稀释气体爆轰波临界管径和临界间距关系
喻健良, 高远, 闫兴清, 高伟
2015, 35(4): 603-608. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0603-06
建立圆管及环形管道系统研究临近极限下爆轰波在管道内传播失效机理。选用C2H2+2.5O2+70%Ar气体,采用光纤探针测量爆轰波在管道内传播速度,用烟迹法记录管道内爆轰波胞格结构。结果表明:初始压力远大于爆轰极限压力时,爆轰波在管道内以稳定速度传播;随着初始压力的减小,爆轰波速度逐渐降低;当初始压力一定时,爆轰波速度随着管道尺寸的减小而逐渐减小;当初始压力达到临界压力时,爆轰波在进入到管道内后其速度会逐渐衰减直至爆轰波完全失效。对于不同几何尺寸的圆管与环管,通过引入无量纲参数d/及w/(d为圆管管径,w为环管间距,为爆轰胞格尺寸)得出,爆轰波在管道内传播的临界圆管直径为环形间距的2倍,与理论模型结果相吻合,验证了稳态气体基于爆轰波波面曲率的失效机理。
关键词: 爆炸力学, 爆轰极限, 临界直径, 临界间距, 爆轰波波面曲率
耦合火焰不稳定的爆炸超压预测
李艳超, 毕明树, 高伟
2020, 40(1): 012101. doi: 10.11883/bzycj-2019-0004
基于火焰不稳定和爆炸超压的耦合机制,通过向光滑火焰模型中引入褶皱因子,建立了褶皱火焰模型和湍流火焰模型,对密闭燃烧室内爆炸超压进行理论预测,且对比了绝热压缩和等温压缩对爆炸超压预测的影响规律。结果表明:在增强的流体动力学不稳定作用下,膨胀火焰失稳加剧,且在定容燃烧阶段形成胞状火焰;光滑火焰模型忽略了火焰不稳定,爆炸超压理论预测值比实验值偏低,且等温压缩下超压预测值低于绝热压缩下的预测值;湍流火焰模型高估了火焰褶皱程度,超压预测值远高于实验值;褶皱火焰模型可成功预测丙烷/空气爆炸压力和燃烧室体积V=25.6 m3的甲烷/空气爆炸压力;对于甲烷/空气爆炸,燃烧室体积V≤1.25 m3时,实验压力值介于褶皱火焰模型和绝热光滑火焰模型预测值之间。
关键词: 火焰不稳定, 爆炸超压预测, 褶皱火焰模型, 湍流火焰模型