壳体约束对液体爆炸抛撒流场特性的影响

壳体约束对液体爆炸抛撒流场特性的影响[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(6): 803-810. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0803-08
引用本文: 壳体约束对液体爆炸抛撒流场特性的影响[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(6): 803-810. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0803-08
Effects of shell constraints on flow characteristicsin an explosive dispersal of a liquid volume[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(6): 803-810. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0803-08
Citation: Effects of shell constraints on flow characteristicsin an explosive dispersal of a liquid volume[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(6): 803-810. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0803-08

壳体约束对液体爆炸抛撒流场特性的影响

doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0803-08
基金项目: 国家自然科学基金面上项目 (10572149); 国家自然科学基金NSAF重点项目(0676120)
详细信息
  • 中图分类号: O357

Effects of shell constraints on flow characteristicsin an explosive dispersal of a liquid volume

  • 摘要: 进行了不同壳体约束条件下的液体爆炸抛撒实验,讨论了壳体对起爆后早期抛撒流场特征的影响,分析了爆炸分散过程中液体的状态变化和破碎分散机理,并通过数值模拟进行了对比分析。结果表明,在爆炸反射稀疏波的作用下液体发生空化现象,壳体强度越高,空化发生的延迟越大,发生位置越靠近爆心,同时,爆炸产物气体与液体在其界面附近越早发生掺混。
  • 图  1  实验布局示意图

    Figure  1.  Experiment layout

    图  2  不同壳体材料的爆炸分散装置

    Figure  2.  Explosive dispersion devices made of different shell materials

    图  3  实验1液体飞散情况

    Figure  3.  Photographs of liquid dispersal flow in experiment 1

    图  4  实验2液体飞散情况

    Figure  4.  Photographs of liquid dispersal flow in experiment 2

    图  5  实验3液体飞散情况

    Figure  5.  Photographs of liquid dispersal flow in experiment

    图  6  液体内外界面的运动情况

    Figure  6.  Movements of inner and outer interfaces of liquid region

    图  7  起爆后1 ms液体与爆炸产物气体界面形态

    Figure  7.  Configurations of interfaces between liquid and explosive product at 1 ms after detonation

    图  8  不同材料壳体情况起爆后不同时刻压力的径向分布

    Figure  8.  Radial distribution of pressure at different times after detonation for different shells

    图  9  不同材料壳体情况起爆后不同时刻水中空化气泡的发展

    Figure  9.  Cavitation in water at different times after detonation for different shells

    表  1  计算参数

    Table  1.   Calculation parameters

    部位 材料 ri/mm ro/mm ρ0/(kg·m-3) K/GPa G/GPa S/MPa η/%
    炸药 RDX - 4.50 1 630 - - - -
    液体 5.50 52.25 1 000 - - 40 -
    爆管 塑料 4.50 5.50 1 265 2 0.5 34.5 3.5
    有机玻璃 52.25 53.25 1 180 3.92 0.035 70 0.5
    壳体 PVC 52.25 55.25 1 380 4.82 1.22 65 0.5
    不锈钢 52.25 55.25 7 860 167.00 73.00 600 0.4
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-24
  • 修回日期:  2015-09-22
  • 刊出日期:  2016-11-25

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