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基于冲击Hugoniot关系的爆压性质和不确定度量化
1
作者 梁霄 王瑞利 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1673-1680,共8页
精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置... 精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置信区间,使用国内试验数据确认方法的有效性。在合理假设的基础上,结合Chapman-Jouguet理论和冲击Hugoniot关系,导出爆压与装药厚度、冲击波走时、初始密度、Hugoniot斜率和0-压声速之间的函数关系式。分别用对数正态分布和Beta分布表征输入不确定度,通过Rosenblatt变换将输入不确定度转化成相互独立的标准正态分布,使用自适应基函数多项式混沌不确定度传播量化方法,给出了爆压的概率密度函数和置信区间。研究结果表明,爆压与样品厚度、爆轰走时、爆速具有拟单调性,在特殊前提下证实了前人的判断。应用于PBX9502炸药,发现给出的置信区间较宽,与试验专家的先验论断吻合。该研究发展了一套有效量化爆轰不确定度的传播量化方法,为发展可信、强预测能力爆轰模拟软件提供了技术支撑。 展开更多
关键词 冲击Hugoniot关系 不确定度量化 爆压 chapman-jouguet理论 自适应基函数多项式混沌 拟单调性
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PBX9502冲击Hugoniot曲线的参数标定和不确定度量化
2
作者 梁霄 张培红 +1 位作者 王瑞利 陈江涛 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期104-110,共7页
冲击Hugoniot试验不可避免地受到不确定因素的扰动,冲击Hugoniot关系的参数标定和不确定度量化对理解爆轰多物理过程的动力行为极为关键。首先,收集Los Alamos实验室的粒子速度-冲击波速度试验数据,通过不确定度传递律计算冲击波速度的... 冲击Hugoniot试验不可避免地受到不确定因素的扰动,冲击Hugoniot关系的参数标定和不确定度量化对理解爆轰多物理过程的动力行为极为关键。首先,收集Los Alamos实验室的粒子速度-冲击波速度试验数据,通过不确定度传递律计算冲击波速度的标准不确定度,结果表明不能仅仅依靠绝对偏差的大小来判断异常值。采用基于绝对偏差距离的自适应聚类异常值检测法,剔除试验数据中的异常干扰点。其次,针对清洗后的试验数据,利用最小二乘回归方法拟合粒子速度-冲击波速度的冲击Hugoniot关系,并利用统计理论推导出Hugoniot参数的不确定度。进而,使用国内试验装置和试验数据,通过建立合适的误差公式,将Hugoniot曲线的预测值与试验值做比对,预测结果与试验结果吻合良好。结果还表明:清洗后的Hugoniot关系能更准确地预测PBX9502的冲击动力行为,确认标定参数的有效性。最后,将Chapman-Jouguet理论结合合理的假设和近似,给出了基于Hugoniot关系爆压的计算公式,给出了爆压的不确定度量化。研究结果能为发展强预测能力、高可信度软件提供保证。 展开更多
关键词 异常值检测 冲击Hugoniot关系 自适应聚类 不确定度量化 参数标定 chapman-jouguet理论
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基于多项式混沌方法对C-J爆轰参数不确定度的分析
3
作者 梁霄 王瑞利 +1 位作者 胡星志 陈江涛 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期126-135,共10页
Chapman-Jougeut理论是预测波后爆轰物理量状态的有力工具,但以往的研究未考虑模型中的不确定因素及其影响。事实上,不确定度会影响数值模拟的预测能力和可靠性。首先,通过剖析爆轰机理,深入挖掘爆轰建模与模拟中的不确定因素。假设PBX-... Chapman-Jougeut理论是预测波后爆轰物理量状态的有力工具,但以往的研究未考虑模型中的不确定因素及其影响。事实上,不确定度会影响数值模拟的预测能力和可靠性。首先,通过剖析爆轰机理,深入挖掘爆轰建模与模拟中的不确定因素。假设PBX-9502的初始密度和爆速服从对数正态分布,结合真实的试验数据,通过参数估计和Anderson-Darling假设检验法标定初始密度和爆速的概率密度函数。Beta分布用以定量刻画没有物理意义的、唯象参数的不确定度,形状参数和支集源于工程经验。Rosenblatt变换将相关的、非Gauss随机变量转化成相互独立的标准正态分布。然后,使用非嵌入多项式混沌研究高维爆轰不确定度传播。具体而言,针对一元多项式混沌,正交多项式通过Gauss-Hilbert空间中的Gram-Schmidt方法导出,六点Gauss求积方法用以计算多项式混沌的系数。使用权重和Gauss求积点的全张量积计算多元多项式混沌。最后,通过多元多项式混沌得到感兴趣量的概率密度函数以及对应的期望、标准差和置信区间等Gauss统计量。研究结果表明:波后压力波动较大,置信区间较宽,与孙承纬的“爆轰压力测量值分散性较大”的结论相吻合。同时感兴趣量的试验结果落入模拟结果的置信区间内,研究结果能增强模型的可靠性和鲁棒性。所用方法可扩展到更加复杂状态方程的爆轰系统。 展开更多
关键词 非嵌入多项式混沌 不确定度量化 Rosenblatt变换 Anderson-Darling检验 chapman-Jougeut理论
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针对钛雷炮炸膛现象的数值模拟及优化
4
作者 饶刚 郭强舟 +1 位作者 曾越 张登辉 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第8期98-101,共4页
针对钛雷驱鸟炮的炸膛现象,依据Chapman-Jouguet理论进行数学建模并做出理论计算。同时对钛镭炮筒及相关部件进行实地测绘,建立钛雷炮筒的有限元分析模型,利用ALE流固耦合算法搭载有限元分析软件Ls-dyna对炸膛现象进行数值模拟并提取相... 针对钛雷驱鸟炮的炸膛现象,依据Chapman-Jouguet理论进行数学建模并做出理论计算。同时对钛镭炮筒及相关部件进行实地测绘,建立钛雷炮筒的有限元分析模型,利用ALE流固耦合算法搭载有限元分析软件Ls-dyna对炸膛现象进行数值模拟并提取相关数据。将模拟结果与理论计算所得数据相比较,两者结果接近。以模拟结果为依据对钛雷炮及其相关紧固件进行结构优化处理。对优化后的零部件进行生产与重新装配,并进行模拟炸膛的相关实验,实验发现在炸膛现象发生时钛雷炮筒以及相关紧固件未发生大的结构损坏。从而证明以此分析方法为基础的优化设计能够大大降低因钛雷炮的炸膛现象引起的危害。 展开更多
关键词 钛雷炮 炸膛 chapman-jouguet理论 流固耦合
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