2001年 21卷 第4期
2001, 21(4): 241-247.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0241-7
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本文被引
摘要:
对二维弹塑性流体力学有限元计算中的非结构三角网格 ,提出了一种简单、实用的全自动网格重分方法。并在LTZ 2D程序上编制了全自动重分模块 ,重分使拉格朗日流体程序能计算包含大变形的一些问题。给出两个算例 ,圆柱体撞击 (Taylor实验 )和射流形成 ,通过网格重分数值计算结果与实验和文献结果比较 ,定性、定量均有较好的符合。
对二维弹塑性流体力学有限元计算中的非结构三角网格 ,提出了一种简单、实用的全自动网格重分方法。并在LTZ 2D程序上编制了全自动重分模块 ,重分使拉格朗日流体程序能计算包含大变形的一些问题。给出两个算例 ,圆柱体撞击 (Taylor实验 )和射流形成 ,通过网格重分数值计算结果与实验和文献结果比较 ,定性、定量均有较好的符合。
2001, 21(4): 248-252.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0248-5
摘要:
通过实验室中的模拟研究 ,探计了不同的颗粒浓度 (体积分数 )造成散射光强度和分布的差异对于Sauter平均直径测量的影响。实验结果表明 ,对同一种砂粒试样 ,由于砂粒浓度造成的散射光的强度和分布的不同 ,对Sauter平均直径的测量结果基本上没有影响。还用CCD相机对按一定比例混合而成的玻璃砂进行显微放大成像 ,得到砂粒的Sauter平均直径 ,此法对测试系统的校验有很大的帮助。
通过实验室中的模拟研究 ,探计了不同的颗粒浓度 (体积分数 )造成散射光强度和分布的差异对于Sauter平均直径测量的影响。实验结果表明 ,对同一种砂粒试样 ,由于砂粒浓度造成的散射光的强度和分布的不同 ,对Sauter平均直径的测量结果基本上没有影响。还用CCD相机对按一定比例混合而成的玻璃砂进行显微放大成像 ,得到砂粒的Sauter平均直径 ,此法对测试系统的校验有很大的帮助。
2001, 21(4): 253-258.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0253-6
摘要:
从有限变形的基本框架出发 ,建立了含热传导的冲击动力学基本控制方程和合适的初边条件。应用变分原理和伽辽金方法得出了控制方程相应的有限元列式 ,并探讨了数值计算中的几个关键算法 ,主要包括构型转换、旋转张量的算法、本构算法以及计算流程和程序框图等。利用自行研制的程序 ,对长脉冲激光辐照下靶目标的变形和破坏、冲击压缩变形及变形局部化等问题进行了数值模拟和研究 ,所得结果与实验和理论分析相吻合。
从有限变形的基本框架出发 ,建立了含热传导的冲击动力学基本控制方程和合适的初边条件。应用变分原理和伽辽金方法得出了控制方程相应的有限元列式 ,并探讨了数值计算中的几个关键算法 ,主要包括构型转换、旋转张量的算法、本构算法以及计算流程和程序框图等。利用自行研制的程序 ,对长脉冲激光辐照下靶目标的变形和破坏、冲击压缩变形及变形局部化等问题进行了数值模拟和研究 ,所得结果与实验和理论分析相吻合。
2001, 21(4): 259-264.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0259-6
摘要:
基于K 模型和改进的EBU Arrehnius燃烧模型 ,考虑了障碍物对流动的附加作用 ,通过修改方程的源项 ,建立了湍流加速火焰现象的理论模型。选用Simple格式 ,壁面边界层采用壁面函数法处理 ,模拟了障碍物和摩擦管壁在三维空间中导致火焰加速的现象 ,结果表明障碍物和管壁对火焰都有明显的加速作用 ,且障碍物的加速作用更明显 ,最后分析了导致火焰加速的机理。
基于K 模型和改进的EBU Arrehnius燃烧模型 ,考虑了障碍物对流动的附加作用 ,通过修改方程的源项 ,建立了湍流加速火焰现象的理论模型。选用Simple格式 ,壁面边界层采用壁面函数法处理 ,模拟了障碍物和摩擦管壁在三维空间中导致火焰加速的现象 ,结果表明障碍物和管壁对火焰都有明显的加速作用 ,且障碍物的加速作用更明显 ,最后分析了导致火焰加速的机理。
2001, 21(4): 265-271.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0265-7
摘要:
对多介质流体在界面处满足的Euler方程进行了探讨 ,方程组中增加了描述材料参数间断性质的对流形式非守恒律方程组。以波传播算法为基础 ,通过Roe方程近似求解Riemann问题 ,同时采用相同的数值差分格式求解流体动力学Euler方程组和界面方程组。该方法可以有效消除多介质流体在界面处压力、速度可能出现的非物理振荡。给出了部分典型一维和二维数值计算结果。
对多介质流体在界面处满足的Euler方程进行了探讨 ,方程组中增加了描述材料参数间断性质的对流形式非守恒律方程组。以波传播算法为基础 ,通过Roe方程近似求解Riemann问题 ,同时采用相同的数值差分格式求解流体动力学Euler方程组和界面方程组。该方法可以有效消除多介质流体在界面处压力、速度可能出现的非物理振荡。给出了部分典型一维和二维数值计算结果。
2001, 21(4): 272-276.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0272-5
摘要:
为了合理设计云雾爆轰装置 ,对液体燃料爆炸抛撒规律作了实验与数值模拟研究。获得 6～ 2 5 0kgFAE装置云雾形成的若干重要实验数据。通过实验数据分析给出了云雾膨胀的相似律 ,并研究了爆炸抛撒过程中近场与远场阶段特性 :用一个简化的解析模型描述了液体燃料的近场膨胀 ,给出了液体燃料在加速阶段的极限速度 ;用数值方法研究了远场云雾的物理特性 ,给出了云雾速度场及云雾内部燃料浓度与燃料蒸汽浓度的分布。
为了合理设计云雾爆轰装置 ,对液体燃料爆炸抛撒规律作了实验与数值模拟研究。获得 6～ 2 5 0kgFAE装置云雾形成的若干重要实验数据。通过实验数据分析给出了云雾膨胀的相似律 ,并研究了爆炸抛撒过程中近场与远场阶段特性 :用一个简化的解析模型描述了液体燃料的近场膨胀 ,给出了液体燃料在加速阶段的极限速度 ;用数值方法研究了远场云雾的物理特性 ,给出了云雾速度场及云雾内部燃料浓度与燃料蒸汽浓度的分布。
2001, 21(4): 277-281.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0277-5
摘要:
利用动态有限元法对分离式拉伸Hopkinson杆高温试验中的误差进行了分析。着重考虑了由输入和输出杆上的温度梯度引入的误差。分析结果表明 ,试件的最终加热温度越高 ,加热速度越慢 ,误差就越大。
利用动态有限元法对分离式拉伸Hopkinson杆高温试验中的误差进行了分析。着重考虑了由输入和输出杆上的温度梯度引入的误差。分析结果表明 ,试件的最终加热温度越高 ,加热速度越慢 ,误差就越大。
2001, 21(4): 282-286.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0282-5
摘要:
同时利用高速摄影仪和压力传感器研究水中高压脉冲放电的压力特性。实验发现 ,当电容器的电容为 4 .1F ,充电电压为 10kV ,电极间隙为 7mm时 ,水中冲击波的波速为 1 5km s。通过压力传感器测得放电所产生的冲击波和气泡首次回胀时产生的冲击波在离通道 0 3m处的峰值压力分别为 1 5 5MPa和 0 5 5MPa ,模拟计算所得的峰值压力分别为 1 0MPa和 0 3 8MPa ,两者基本相符。另外 ,还根据高速摄影仪所拍摄到的等离子体通道直径的扫描照片 ,计算了在放电 3 0 s后通道内的压力为约 4 9MPa ,通道半径和壁速分别为 4mm和180m s。
同时利用高速摄影仪和压力传感器研究水中高压脉冲放电的压力特性。实验发现 ,当电容器的电容为 4 .1F ,充电电压为 10kV ,电极间隙为 7mm时 ,水中冲击波的波速为 1 5km s。通过压力传感器测得放电所产生的冲击波和气泡首次回胀时产生的冲击波在离通道 0 3m处的峰值压力分别为 1 5 5MPa和 0 5 5MPa ,模拟计算所得的峰值压力分别为 1 0MPa和 0 3 8MPa ,两者基本相符。另外 ,还根据高速摄影仪所拍摄到的等离子体通道直径的扫描照片 ,计算了在放电 3 0 s后通道内的压力为约 4 9MPa ,通道半径和壁速分别为 4mm和180m s。
2001, 21(4): 287-290.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0287-4
摘要:
在测定四种TATB/氟聚物复合材料的力学损耗基础上 ,利用三相模型和A参数评估这四种复合材料界面。结果表明 :TATB/氟聚物复合材料界面的分子间作用主要是范德华力 ,并且这种力不能有效阻止该界面的滑移。同时 ,还存在着另一种影响界面力学性能的作用机制 ,这种机制与氟聚物的相态相关。因此改变有关相态可能是提高TATB/氟聚物复合材料力学性能的一条有效途径。
在测定四种TATB/氟聚物复合材料的力学损耗基础上 ,利用三相模型和A参数评估这四种复合材料界面。结果表明 :TATB/氟聚物复合材料界面的分子间作用主要是范德华力 ,并且这种力不能有效阻止该界面的滑移。同时 ,还存在着另一种影响界面力学性能的作用机制 ,这种机制与氟聚物的相态相关。因此改变有关相态可能是提高TATB/氟聚物复合材料力学性能的一条有效途径。
2001, 21(4): 291-296.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0291-6
摘要:
给出了爆炸衬砌的定义。介绍了爆炸衬砌技术的施工工艺和衬砌机理。推导出爆扩料仓半径的计算公式。分析了爆炸对周围土壤物理、力学性质的影响。指出装药药量及其在料仓中的位置是影响衬砌效果的重要因素。研究结果表明 ,砂浆衬砌外侧存在一个抗剪强度明显高于原状土体的土质外衬。爆炸衬砌在地下土层中形成的是一个砂浆与土体的复合衬砌。
给出了爆炸衬砌的定义。介绍了爆炸衬砌技术的施工工艺和衬砌机理。推导出爆扩料仓半径的计算公式。分析了爆炸对周围土壤物理、力学性质的影响。指出装药药量及其在料仓中的位置是影响衬砌效果的重要因素。研究结果表明 ,砂浆衬砌外侧存在一个抗剪强度明显高于原状土体的土质外衬。爆炸衬砌在地下土层中形成的是一个砂浆与土体的复合衬砌。
2001, 21(4): 297-301.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0297-5
摘要:
结合传爆序列长通道冲击起爆试验研究结果 ,给出了理论计算的简化模型 ,使用LS DYNA程序计算出薄底壳首发雷管爆炸输出沿长通道的压力及冲击波到达时间变化 ,分析了冲击波与爆炸产物分离的过程及继发雷管可靠起爆时的入射压力。
结合传爆序列长通道冲击起爆试验研究结果 ,给出了理论计算的简化模型 ,使用LS DYNA程序计算出薄底壳首发雷管爆炸输出沿长通道的压力及冲击波到达时间变化 ,分析了冲击波与爆炸产物分离的过程及继发雷管可靠起爆时的入射压力。
2001, 21(4): 302-306.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0302-5
摘要:
高效复合射孔技术将传统的单纯射孔分成三个阶段作业 ,即射孔、清堵造缝、裂缝延伸 ,这三项作业分别由三个独立装药来完成。简要介绍了高效复合射孔技术装药结构和工作原理 ,强调了油层孔道内随进装药二次爆炸的优点及作用。
高效复合射孔技术将传统的单纯射孔分成三个阶段作业 ,即射孔、清堵造缝、裂缝延伸 ,这三项作业分别由三个独立装药来完成。简要介绍了高效复合射孔技术装药结构和工作原理 ,强调了油层孔道内随进装药二次爆炸的优点及作用。
2001, 21(4): 307-310.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0307-4
摘要:
结合实验和数值模拟技术 ,研究了在炸药透镜和飞片之间引入空腔对爆轰躯体的定量影响。计算和实验结果基本一致 ,表明引入空腔的爆轰加载装置可以推动厚度 6mm以上的厚飞片 ,并可以避免飞片中出现层裂现象 ,从而可以实现较低的冲击压力和较长的压力脉宽 ,在推动厚飞片和较严格地控制作用时间方面也有明显的优点。
结合实验和数值模拟技术 ,研究了在炸药透镜和飞片之间引入空腔对爆轰躯体的定量影响。计算和实验结果基本一致 ,表明引入空腔的爆轰加载装置可以推动厚度 6mm以上的厚飞片 ,并可以避免飞片中出现层裂现象 ,从而可以实现较低的冲击压力和较长的压力脉宽 ,在推动厚飞片和较严格地控制作用时间方面也有明显的优点。
2001, 21(4): 311-314.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0311-4
摘要:
对数年来FAE外场试验中冲击波压力测量方法和测量技术进行了分析总结 ,着重分析了爆轰理论模型的具体应用和不规则反射对冲击波测量的影响 ,提出了传感器装置安装的有效改进方法并在试验中得到了验证 ,提高了系统测量精度。
对数年来FAE外场试验中冲击波压力测量方法和测量技术进行了分析总结 ,着重分析了爆轰理论模型的具体应用和不规则反射对冲击波测量的影响 ,提出了传感器装置安装的有效改进方法并在试验中得到了验证 ,提高了系统测量精度。
2001, 21(4): 315-320.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0315-6
摘要:
分析了不同VISAR数据处理方法的原理 ,并在此基础上开发了新的VISAR数据处理程序。该程序采用极坐标法作为计算内核 ,消除了各路信号的不灵敏区 ;计算所需的各个参数相位差、振幅因子的比值 等采用参数拟合的方法从实验信号本身得出 ;程序可以处理信号缺失的情况 ,当四路信号只取得三路时 ,数据处理能照样进行 ;程序的后期处理功能可以判断丢失条纹的数目并恢复速度历史。初步讨论了参数误差对结果的影响。
分析了不同VISAR数据处理方法的原理 ,并在此基础上开发了新的VISAR数据处理程序。该程序采用极坐标法作为计算内核 ,消除了各路信号的不灵敏区 ;计算所需的各个参数相位差、振幅因子的比值 等采用参数拟合的方法从实验信号本身得出 ;程序可以处理信号缺失的情况 ,当四路信号只取得三路时 ,数据处理能照样进行 ;程序的后期处理功能可以判断丢失条纹的数目并恢复速度历史。初步讨论了参数误差对结果的影响。
2001, 21(4): 321-322.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)04-0321-2
摘要:
在圆筒试验中利用光光源药柱激发氩气发光所用时间与圆筒装药中爆轰波传到摄像位的时间之差来估算圆筒中炸药的爆速 ,并计算了两发TNT炸药圆筒中的爆速。结果表明 ,该方法准确程度较高 ,而且测试简便 ,能够应用于实际。
在圆筒试验中利用光光源药柱激发氩气发光所用时间与圆筒装药中爆轰波传到摄像位的时间之差来估算圆筒中炸药的爆速 ,并计算了两发TNT炸药圆筒中的爆速。结果表明 ,该方法准确程度较高 ,而且测试简便 ,能够应用于实际。
