基于Hybrid Ⅲ胸部的非致命动能冲击响应测试方法 被引量：9

1

作者 祁伟 庄弘炜 赵法栋 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期20-26,共7页

为有效获得非致命动能冲击的响应参数,解决获取冲击目标样本困难以及可能引发的法律与伦理等问题,提出一种基于假人的测试方法。该方法使用Hybrid Ⅲ第50百分位国际标准假人进行测试,分别用两种不同的非致命动能武器及弹药在6种距离对... 为有效获得非致命动能冲击的响应参数,解决获取冲击目标样本困难以及可能引发的法律与伦理等问题,提出一种基于假人的测试方法。该方法使用Hybrid Ⅲ第50百分位国际标准假人进行测试,分别用两种不同的非致命动能武器及弹药在6种距离对其胸部进行射击,通过Hybrid Ⅲ假人内置传感器记录冲击过程中假人胸部的冲击响应,并对试验结果进行分析、讨论。试验表明,该方法能有效获得用于评价假人胸部力学响应的加速度、位移、动能等数据,使得对人体受动能冲击的损伤情况进行定量描述成为可能,能应用于大多数非致命动能武器。 展开更多

关键词 非致命动能武器 假人 传感器 动能冲击

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基于Matlab/Simulink的防暴动能弹弹道仿真 被引量：8

2

作者 赵法栋 庄弘炜 《装备制造技术》 2009年第10期51-53,共3页

介绍了Matlab/Simulink与M文件相结合进行防暴动能弹弹道仿真的方法,首先根据防暴动能弹的弹道特点简化了自然坐标系下的弹丸质心方程组,给出了防暴动能弹的致伤判据;然后介绍了如何采用Matlab/Simulink建立弹道仿真模型和编写M文件进... 介绍了Matlab/Simulink与M文件相结合进行防暴动能弹弹道仿真的方法,首先根据防暴动能弹的弹道特点简化了自然坐标系下的弹丸质心方程组,给出了防暴动能弹的致伤判据;然后介绍了如何采用Matlab/Simulink建立弹道仿真模型和编写M文件进行模型控制;最后对弹形系数分别为2和1.5时的9mm柱形橡胶弹进行了弹道仿真和分析,仿真结果较好地模拟了该动能弹的弹道特性和有效作用范围,该模型能够为动能弹的总体设计提供可靠的理论依据。 展开更多

关键词 弹道仿真 防暴动能弹 致伤判据 MATLAB/SIMULINK

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非致命动能弹钝性冲击腹部的损伤评估现状研究

3

作者 沈伊徽 马宗民 赵法栋 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第7期1-6,共6页

为有效处置突发社会安全事件,提高非致命武器的安全性能,迫切需要准确评估非致命动能弹冲击人体腹部造成的损伤。通过对国内外非致命动能弹冲击人体腹部损伤评估现状研究,对当前非致命动能弹冲击人体腹部不同类别的损伤评估实验方法、... 为有效处置突发社会安全事件,提高非致命武器的安全性能,迫切需要准确评估非致命动能弹冲击人体腹部造成的损伤。通过对国内外非致命动能弹冲击人体腹部损伤评估现状研究,对当前非致命动能弹冲击人体腹部不同类别的损伤评估实验方法、钝性冲击腹部损伤量级和损伤评估方法展开对比分析,提出未来展望,为下一步开展腹部钝性冲击损伤评估的实验提供一定参考依据,进一步优化非致命武器的使用安全性。 展开更多

关键词 非致命动能弹 人体生物力学效应 腹部 研究现状

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利用自适应混合遗传算法求解平车装载问题 被引量：5

4

作者 吴虎胜 张凤鸣 赵法栋 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1-8,共8页

铁路输送中的多型号平车装载问题旨在满足铁路军事运输和安全的要求下,提高铁路平车利用率,节省铁路运输资源。针对平车优先的平车装载问题,建立数学模型,将改进的自适应遗传算法、模拟退火算法思想、优先适应降序算法相结合,提出一种... 铁路输送中的多型号平车装载问题旨在满足铁路军事运输和安全的要求下,提高铁路平车利用率,节省铁路运输资源。针对平车优先的平车装载问题,建立数学模型,将改进的自适应遗传算法、模拟退火算法思想、优先适应降序算法相结合,提出一种自适应混合遗传算法。给出算法的编码、遗传算子的设计、适应度函数的定义、交叉概率和变异概率的自适应改变算法。针对平车装载问题实际,对算法编码进行解码,利用优先适应降序算法对装备进行装载;将遗传算法和模拟退火算法思想结合以分别弥补各自局部搜索和全局搜索局限;引入自适应机制使得交叉概率和变异概率能随适应度值改变而改变,抑制了算法"早熟",提高了收敛速度;最后用实例验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 铁路输送 平车装载 优先适应降序算法 自适应混合遗传算法

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基于刚性壁的非致命易碎弹冲击毁伤数值评估

5

作者 赵法栋 暴洪涛 +2 位作者 徐双超 董旭丹 庄弘炜 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期47-51,71,共6页

非致命易碎弹是一种以较高战斗射速下的钝性冲击达到驱散制服目的的非致命弹种,基于刚性壁的毁伤评估方法已被纳入北约相关标准。为了研究非致命易碎弹的冲击毁伤性能,采用光滑粒子流体动力学方法(smoothed paritcle hydrodynamics, SPH... 非致命易碎弹是一种以较高战斗射速下的钝性冲击达到驱散制服目的的非致命弹种,基于刚性壁的毁伤评估方法已被纳入北约相关标准。为了研究非致命易碎弹的冲击毁伤性能,采用光滑粒子流体动力学方法(smoothed paritcle hydrodynamics, SPH)耦合有限元法建立了某型非致命易碎弹冲击刚性壁的数值模型,并对弹体结构、接触关系和材料模型进行优化设置,在与文献实验数据对比验证有效性的基础上,分析了该型弹丸的冲击过程并进行了毁伤数值评估。结果表明:该型弹丸的冲击力主要来自于内填金属颗粒,且峰值冲击力出现在壳体破碎之后;在初速范围内其瞬时冲击应力远小于皮肤穿透阈值,但以超过45.3 m/s的速度击中头部时会造成意识丧失、颅内出血、昏迷等损伤。 展开更多

关键词 非致命易碎弹 刚性壁 数值评估 光滑粒子流体动力学方法

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防暴头盔致头面部积热影响因素的仿真研究 被引量：4

6

作者 庄弘炜 项德海 +1 位作者 赵法栋 庄维伟 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1213-1217,1224,共6页

针对高温炎热天气佩戴防暴头盔给官兵头面部带来的严重积热问题,基于真人头部CT影像数据和《GA294-2012防暴头盔》标准构建了人体头部和防暴头盔的三维几何模型;选取经典Pennes生物传热方程作为控制方程,建立了"头-防暴头盔"... 针对高温炎热天气佩戴防暴头盔给官兵头面部带来的严重积热问题,基于真人头部CT影像数据和《GA294-2012防暴头盔》标准构建了人体头部和防暴头盔的三维几何模型;选取经典Pennes生物传热方程作为控制方程,建立了"头-防暴头盔"的传热模型,在ANSYS-Fluent软件平台下对"头-防暴头盔"系统的三维热学过程进行了数值模拟,在此基础上分析了头盔壳体材料、头盔缓冲层材料、通风孔设计对头面部积热的影响。结果表明:PC(聚碳酸酯),ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)和HDPE(低压聚乙烯)3种壳体材料下的头面部温度分布差异较小;缓冲层材料的导热系数对头面部温度分布影响较大;在防暴头盔上设计通风孔可有效降低头面部温度。 展开更多

关键词 防暴头盔 积热 CT影像 仿真 温度场

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基于MLE的恐怖组织袭击行为模式实证研究 被引量：3

7

作者 赵法栋 庄弘炜 金振兴 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期19-22,40,共5页

为揭示恐怖组织的袭击行为模式，对袭击数量超过500件的恐怖组织袭击行为进行了统计实证。在袭击时间间隔服从幂律分布的假设下，采用最大似然估计法对其幂律指数进行估计，并采用Kolmogorov—Smirnov检验法进行真伪性检验。结果表明：... 为揭示恐怖组织的袭击行为模式，对袭击数量超过500件的恐怖组织袭击行为进行了统计实证。在袭击时间间隔服从幂律分布的假设下，采用最大似然估计法对其幂律指数进行估计，并采用Kolmogorov—Smirnov检验法进行真伪性检验。结果表明：各组织发动袭击的时间间隔均服从幂指数为1．8～3．1的幂律分布；恐怖袭击的阵发性与恐怖组织创立的早晚、生命周期的长短无关；组织平均活跃性与幂律指数并不具有正相关关系，组织规模的大小是影响其幂律指数的重要因素。 展开更多

关键词 恐怖组织 幂律分布 平均活跃性 实证研究 最大似然估计

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非致命动能弹钝性冲击假人胸部的数值模拟 被引量：1

8

作者 赵法栋 陈超明 +2 位作者 暴洪涛 徐双超 庄弘炜 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期30-37,共8页

为验证应用Hybrid Ⅲ假人开展非致命动能弹钝性冲击损伤的有效性,揭示动能弹钝性冲击与汽车安全领域大质量低速冲击的不同,采用数值模拟的方法研究了非致命动能弹和大质量冲击物钝性冲击Hybrid Ⅲ 50假人胸部的动态过程,并基于粘性标准... 为验证应用Hybrid Ⅲ假人开展非致命动能弹钝性冲击损伤的有效性,揭示动能弹钝性冲击与汽车安全领域大质量低速冲击的不同,采用数值模拟的方法研究了非致命动能弹和大质量冲击物钝性冲击Hybrid Ⅲ 50假人胸部的动态过程,并基于粘性标准对非致命动能弹胸部损伤风险进行了数值评估。结果表明:Hybrid Ⅲ假人在非致命动能弹钝性冲击下的胸部压缩量和粘性指数最大值均在尸体实验的验证区间内,是一种有效的损伤评估替代物;在同等初始能量下,非致命动能弹钝性冲击时程更短、冲击力峰值更大、能量衰减速度更快,会造成胸部局部动能和内能的快速转换,从而形成局部表面伤,创伤面大于弹体横截面,且在肋骨前侧拐角处首先出现应力集中,容易造成断裂;而大质量低速冲击时的冲击物动能大部分转化为胸部内能,损伤伤情以胸内骨折和脏器损伤为主。质量为30 g的L5型棍弹速度超过74.6 m/s时,造成胸骨或两根以上肋骨骨折的概率超过50%。 展开更多

关键词 非致命动能弹 钝性冲击 HybridⅢ假人 数值模拟 粘性标准

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某小型强光爆震弹的结构设计与试验研究 被引量：2

9

作者 马永忠 赵法栋 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第4期80-85,共6页

采用卵形弹体结构、双延期管串联点传火方式,设计了一种小型强光爆震弹。为验证该弹的非致命性,基于LS-DYNA平台对其联接座剪切分离过程进行了数值模拟分析,并进行了整弹联接座分离试验、弹体破碎性试验和破片安全性测试。结果表明:该... 采用卵形弹体结构、双延期管串联点传火方式,设计了一种小型强光爆震弹。为验证该弹的非致命性,基于LS-DYNA平台对其联接座剪切分离过程进行了数值模拟分析,并进行了整弹联接座分离试验、弹体破碎性试验和破片安全性测试。结果表明:该弹联接座能够可靠拔脱,且外螺纹表面塑性变形比内螺纹更大,平均分离距离小于1 m;弹体碎片质量均小于1 g;达到了安全半径1 m的战技指标要求。该设计有效解决了弹体较大、携行不便、不利于隐蔽使用等问题,确保了投掷安全性。 展开更多

关键词 小型强光爆震弹 双延期管串联 剪切分离

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刺激剂储罐排液过程水力学性能研究 被引量：2

10

作者 庄弘炜 赵法栋 +1 位作者 卢玲 吴华 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第4期21-24,共4页

针对刺激剂储罐结构设计时的排液性能问题。结合增压排液的特点,利用伯努利方程对储罐排液流场参数进行了理论计算,并采用VOF模型耦合双方程模型的方法建立储罐内流道增压排液数值模型,在Fluent软件平台上分析了储罐排液过程中流场参数... 针对刺激剂储罐结构设计时的排液性能问题。结合增压排液的特点,利用伯努利方程对储罐排液流场参数进行了理论计算,并采用VOF模型耦合双方程模型的方法建立储罐内流道增压排液数值模型,在Fluent软件平台上分析了储罐排液过程中流场参数分布及变化规律。最后,通过对比得出仿真结果与理论计算结果基本吻合,验证了模型的正确性。结果分析表明:该储罐结构及参数的设计合理,具有良好的排液稳定性,且满足预定的技术参数要求,为进一步优化喷射器结构提供了相应的参考。 展开更多

关键词 喷射器 增压排液 FLUENT 流场仿真

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脉冲防暴水炮近流场的数值模拟 被引量：2

11

作者 赵法栋 庄弘炜 +1 位作者 战仁军 薛峰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第15期274-275,282,共3页

为研究脉冲防暴水炮非稳态气液两相射流的雾化机理,采用一方程大涡模拟耦合有界压缩型VOF方法构建数值计算模型,对近流场进行数值模拟。从喷雾形态看,由数值模拟得到的气液两相界面分布图与近流场的高速摄影图像相符程度较高。对两者进... 为研究脉冲防暴水炮非稳态气液两相射流的雾化机理,采用一方程大涡模拟耦合有界压缩型VOF方法构建数值计算模型,对近流场进行数值模拟。从喷雾形态看,由数值模拟得到的气液两相界面分布图与近流场的高速摄影图像相符程度较高。对两者进行分析比较后发现,在近流场中高压气体膨胀为射流发展的主要动因。 展开更多

关键词 脉冲防暴水炮 大涡模拟 有界压缩型VOF 数值模拟 非稳态

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脉冲防暴水炮雾化特性实验方法分析 被引量：2

12

作者 赵法栋 庄弘炜 +1 位作者 战仁军 庄维伟 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2011年第1期39-42,48,共5页

脉冲防暴水炮射流的非稳态特征和较大的雾场范围,增加了对其雾化特性进行测量的难度。通过分析当前激光雾场测量技术的基本原理和方法,指出粒子图像速度粒径(particle i mage veloci metry and sizing,PIVS)方法适合脉冲防暴水炮射流雾... 脉冲防暴水炮射流的非稳态特征和较大的雾场范围,增加了对其雾化特性进行测量的难度。通过分析当前激光雾场测量技术的基本原理和方法,指出粒子图像速度粒径(particle i mage veloci metry and sizing,PIVS)方法适合脉冲防暴水炮射流雾化特性的测量。根据脉冲防暴水炮的射流特点,提出了基于粒子散射、激光片光成像和高速摄影技术的测量方法,并对硬件系统的设计进行了分析,为下一步试验台的搭建提供了理论指导。 展开更多

关键词 脉冲防暴水炮 雾化特性 PIVS 激光片光成像 高速摄影

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基于多物理场耦合的某型防暴喷射管喷射过程数值模拟 被引量：2

13

作者 赵法栋 张燕丽 庄弘炜 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第8期58-62,111,共6页

采用多物理场耦合的方法,对某型防暴喷射管射流高压气体膨胀、活塞推动以及射流喷射3个物理过程分别建立数值模型,基于Comsol Multiphysics平台进行耦合计算。结果表明:在初始压力为10 MPa的条件下,活塞在0.31 ms内速度达到最大值8.81 m... 采用多物理场耦合的方法,对某型防暴喷射管射流高压气体膨胀、活塞推动以及射流喷射3个物理过程分别建立数值模型,基于Comsol Multiphysics平台进行耦合计算。结果表明:在初始压力为10 MPa的条件下,活塞在0.31 ms内速度达到最大值8.81 m/s,在18.47 m/s运动到喷嘴处,速度约为2.02 m/s;在活塞推动下管内战剂压力以弹性波的形式向喷嘴传播,其最大值约9.12 MPa;战剂在喷嘴处加速,经过长圆柱段的整形加速从喷口喷出,最大出口速度为70 m/s;管外射流可分为伞状结构阶段、水团形成并破碎阶段和射流继续发展阶段,空气摩擦阻力是射流破碎的主要因素。所建立的数值模型能为下一步火药选型、喷射管和喷嘴结构优化等提供借鉴。 展开更多

关键词 防暴喷射管 喷射过程 数值模拟 脉冲射流 多物理场耦合

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警用背负式防暴喷雾驱散器的安全使用研究 被引量：2

14

作者 王正蓝 庄弘炜 赵法栋 《警察技术》 2016年第1期66-68,共3页

简要综述了背负式防暴喷雾驱散器及使用方法,重点阐述了该装备的使用注意事项,并对受刺激感染人群的后期处理和洗消方法进行了介绍,为公安和武警部队提供参考。

关键词 警用 防暴喷雾驱散器 刺激剂 洗消

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高压气固两相流喷射器进气增压试验与仿真 被引量：1

15

作者 刘鑫 庄弘炜 赵法栋 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2016年第5期168-170,174,共4页

为了解决背负式防暴喷雾驱散器高压气体利用率不高,给喷射器操作带来不便的问题,对喷射器进行进气增压结构设计,通过试验研究喷射器进气增压设计前后近喷口流场射流变化情况,并利用FLUENT软件对增压前后近喷口流场进行仿真分析。结果表... 为了解决背负式防暴喷雾驱散器高压气体利用率不高,给喷射器操作带来不便的问题,对喷射器进行进气增压结构设计,通过试验研究喷射器进气增压设计前后近喷口流场射流变化情况,并利用FLUENT软件对增压前后近喷口流场进行仿真分析。结果表明:经过进气增压改进后,流场发展速度加快,初始阶段射流前端速度增加明显,近喷口射流扩散角高于未增压时射流扩散角,进气增压结构可以提高喷射装备气体利用率,增强装备的驱散性能。 展开更多

关键词 气固两相流喷射器 进气增压 流场变化 试验 数值仿真

原文传递

武警防暴头盔舒适性的实证研究 被引量：1

16

作者 项德海 庄弘炜 赵法栋 《工业卫生与职业病》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期323-326,共4页

目的分析防暴头盔的舒适性影响因素,降低官兵佩戴防暴头盔的疲劳感,提高部队战斗力。方法以武警某院校552名男性士兵学员为调查对象,采用问卷调查的形式和主观评定客观分析的方法。结果头盔重量感觉、头顶压力分布、头盔通风散热、内衬... 目的分析防暴头盔的舒适性影响因素,降低官兵佩戴防暴头盔的疲劳感,提高部队战斗力。方法以武警某院校552名男性士兵学员为调查对象,采用问卷调查的形式和主观评定客观分析的方法。结果头盔重量感觉、头顶压力分布、头盔通风散热、内衬接触冷暖感、内衬黏附感、内衬吸湿、外物撞击头盔时对头部的震动、头盔空间布局8项因素降低了头部的舒适性。心理因子、负荷因子、热湿因子、接触因子4项公因子中,热湿因子是影响防暴头盔舒适性的最显著因子,负荷因子是次显著因子。结论防暴头盔的舒适性问题主要是热舒适性问题,应重视热环境下佩戴头盔给士兵带来的负面影响。 展开更多

关键词 防暴头盔 舒适性 问卷调查 热舒适性

原文传递

催泪烟雾仿真设计与研究 被引量：1

17

作者 吴华 庄弘炜 +1 位作者 赵法栋 黄彩福 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第6期20-23,437,共5页

研究催泪烟雾运动特性问题。由于催泪烟雾产生方式独特,运动规律比一般烟雾更为复杂。目前还未发现适合催泪烟雾运动仿真的建模方法。为了解决上述问题,提出一种采用粒子系统的分段式运动模拟方法。根据催泪烟雾运动过程的不同特征,划... 研究催泪烟雾运动特性问题。由于催泪烟雾产生方式独特,运动规律比一般烟雾更为复杂。目前还未发现适合催泪烟雾运动仿真的建模方法。为了解决上述问题,提出一种采用粒子系统的分段式运动模拟方法。根据催泪烟雾运动过程的不同特征,划分烟雾的运动阶段,建立粒子阶段运动模型,体现了催泪烟雾从产生到扩散的运动细节。为了进一步减少系统内存占用量,提出动态纹理映射技术,利用多边形面片替代烟雾粒子,使用纹理组循环映射描述烟雾粒子的翻滚形态,解决了烟雾渲染画面卡顿的问题。实验验证表明:上述方法可行,且视觉效果逼真,实时性好,适合催泪烟雾的运动仿真。 展开更多

关键词 烟雾 粒子系统 视景仿真

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模糊物元分析在军事装备退役决策中的应用 被引量：1

18

作者 李博 庄弘炜 +1 位作者 赵法栋 庄维伟 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2014年第6期167-169,173,共4页

结合熵值理论和模糊物元理论,提出将模糊物元分析应用到军事装备退役决策中的可能性和可操作性。利用该分析方法,结合文献中关于地空导弹退役决策的数据,进行了实例验证,并与模糊聚类分析所得结果进行比较,结果表明:模糊物元分析能同时... 结合熵值理论和模糊物元理论,提出将模糊物元分析应用到军事装备退役决策中的可能性和可操作性。利用该分析方法,结合文献中关于地空导弹退役决策的数据,进行了实例验证,并与模糊聚类分析所得结果进行比较,结果表明:模糊物元分析能同时对多个影响因素进行综合评价,且评价结果与模糊聚类分析结果相一致;利用熵权进行各因素的权重计算减少了评价的主观因素,评价结果客观合理,具有较好的实用性。 展开更多

关键词 模糊物元 物元分析 军事装备 退役 决策

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某小型强光爆震弹爆炸仿真研究 被引量：1

19

作者 马永忠 赵法栋 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第5期65-69,共5页

为开展某小型强光爆震弹的使用安全性分析,基于LS-DYNA仿真平台建立了某小型强光爆震弹爆炸体的爆炸仿真模型,分析了破片分布规律和速度变化情况,评估了该弹的杀伤半径。结果表明,该弹破片大小分布不均,爆炸体中部产生的大质量低速破片... 为开展某小型强光爆震弹的使用安全性分析,基于LS-DYNA仿真平台建立了某小型强光爆震弹爆炸体的爆炸仿真模型,分析了破片分布规律和速度变化情况,评估了该弹的杀伤半径。结果表明,该弹破片大小分布不均,爆炸体中部产生的大质量低速破片是主要杀伤源,杀伤半径约为2.33 m。该研究可为小型强光爆震弹及同类弹药的研制和应用提供依据。 展开更多

关键词 小型强光爆震弹 爆炸仿真 破片分布 杀伤半径 爆炸体

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某防暴喷射管管内流场数值模拟

20

作者 张燕丽 赵法栋 +1 位作者 赵悦 庄弘炜 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第2期49-53,57,共6页

采用流固耦合的方法,基于COMSOL仿真平台对某防暴喷射管内部流场进行了数值模拟,分析了发射管结构和气室初始压强对管内冲击挤压流动过程的影响。结果表明:在气室初始压强为20MPa,战剂容量为10ml的情况下,发射管内径越小,管流阻力越小,... 采用流固耦合的方法,基于COMSOL仿真平台对某防暴喷射管内部流场进行了数值模拟,分析了发射管结构和气室初始压强对管内冲击挤压流动过程的影响。结果表明:在气室初始压强为20MPa,战剂容量为10ml的情况下,发射管内径越小,管流阻力越小,活塞运动时间越短,战剂出口速度越小,能量利用率越高;增大气室初始压强能缩短管内流动时间,加快出口速度;锥直形喷嘴结构的突变造成了战剂压强和速度的波动。研究结果可为喷射管的优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 流固耦合 管内流场 防暴喷射管 数值模拟

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