空气自由场中强爆炸冲击波传播二维数值模拟

姚成宝 李若 田宙 郭永辉

姚成宝, 李若, 田宙, 郭永辉. 空气自由场中强爆炸冲击波传播二维数值模拟[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(4): 585-590. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0585-06
引用本文: 姚成宝, 李若, 田宙, 郭永辉. 空气自由场中强爆炸冲击波传播二维数值模拟[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(4): 585-590. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0585-06
Yao Cheng-bao, Li Ruo, Tian Zhou, Guo Yong-hui. Two dimensional simulation for shock wave produced by strong explosion in free air[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(4): 585-590. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0585-06
Citation: Yao Cheng-bao, Li Ruo, Tian Zhou, Guo Yong-hui. Two dimensional simulation for shock wave produced by strong explosion in free air[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(4): 585-590. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0585-06

空气自由场中强爆炸冲击波传播二维数值模拟

doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0585-06
详细信息
    作者简介:

    姚成宝(1984-), 男, 博士研究生, 助理研究员, yaocheng@pku.edu.cn

  • 中图分类号: O381

Two dimensional simulation for shock wave produced by strong explosion in free air

  • 摘要: 编写了适用于模拟具有高密度比、高压力比的强激波问题的二维柱对称多介质流体计算程序。利用有限体积方法求解流体的Euler方程组,采用level set方法捕捉爆炸产物与空气的运动界面,并通过求解物质界面两侧Riemann问题的精确解来计算爆炸产物与空气之间的数值通量。研制了三角形网格自适应技术来实现网格的自动加密和粗化,在保证捕捉激波峰值的前提下有效地提高了计算效率。利用计算程序对1 kt TNT当量的空气自由场强爆炸问题进行数值模拟,计算得到的峰值超压、冲击波到达时间等物理参数与点爆炸理论结果基本一致。
  • 图  1  Riemann问题解的类型

    Figure  1.  Solution type of the Riemann problem

    图  2  网格自适应示意图

    Figure  2.  Mesh adaption

    图  3  不同时刻的冲击波压力等值线图

    Figure  3.  Pressure contours at different time

    图  4  峰值超压

    Figure  4.  Peak overpressure

    图  5  正压冲量

    Figure  5.  Overpressure impulse

    图  6  冲击波到时

    Figure  6.  Arrival time

    图  7  正压作用时间

    Figure  7.  Positive time duration

    图  8  不同爆心距的冲击波超压历程曲线

    Figure  8.  Overpressure history at different radius

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-04
  • 修回日期:  2014-07-09
  • 刊出日期:  2015-07-25

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