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脉冲爆震发动机的研究与发展 被引量:31
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作者 严传俊 何立明 +3 位作者 范玮 雷恒仁 黄希桥 张群 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期212-217,共6页
本文论述了脉冲爆震发动机的工作原理 ,主要特点 ,应用前景以及国外发展趋势。汇报了本研究小组在脉冲爆震发动机方面所进行的理论 ,试验 ,数值分析研究成果。对 2 1世纪脉冲爆震发动机的研究内容 ,关键技术 ,发展途径进行了探讨。
关键词 脉冲爆震波 发动机 燃烧 推进系统 航空发动机
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当量比对液体燃料旋转爆轰发动机爆轰影响实验研究 被引量:37
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作者 郑权 翁春生 白桥栋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期947-952,共6页
为了研究液态燃料连续旋转爆轰波起爆机理和不同工况下的旋转爆轰波特性,采用了环形阵列式精细雾化装置,进行了汽油/富氧空气组合的连续旋转爆轰试验。试验成功起爆并实现了旋转爆轰波的自持传播,爆轰波传播频率为2.1-2.4k Hz,传播速度... 为了研究液态燃料连续旋转爆轰波起爆机理和不同工况下的旋转爆轰波特性,采用了环形阵列式精细雾化装置,进行了汽油/富氧空气组合的连续旋转爆轰试验。试验成功起爆并实现了旋转爆轰波的自持传播,爆轰波传播频率为2.1-2.4k Hz,传播速度为1022.2-1171.8m/s。该发动机上旋转爆轰波始终为同向传播模态,存在单波头、双头波和多波头同时存在的混合传播模态,旋转爆轰波传播速度存在亏损。试验工况范围内,旋转爆轰波的传播速度随总推进剂的质量流量增大而增加;在一定工况范围内,同一当量比工况下,旋转爆轰波压力值随总推进剂的质量流量增大而增加;旋转爆轰波压力极大值出现在当量比1.1附近。 展开更多
关键词 连续旋转爆轰发动机 爆轰波 环形阵列式精细雾化装置 汽油/富氧空气混合物
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煤炭开采过程中诱发的瓦斯爆炸机理及预防措施 被引量:31
3
作者 林柏泉 翟成 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2006年第1期19-23,共5页
研究了煤炭资源开采过程中诱发的瓦斯爆炸机理及其传播过程中的动力特性,探讨了瓦斯爆炸事故的预防对策.研究结果表明:分叉管路分叉点为一扰动源,会诱导附加湍流;管内设置螺旋环后,原管壁边界层遭到破坏,管壁邻近的气流经过螺旋环时,发... 研究了煤炭资源开采过程中诱发的瓦斯爆炸机理及其传播过程中的动力特性,探讨了瓦斯爆炸事故的预防对策.研究结果表明:分叉管路分叉点为一扰动源,会诱导附加湍流;管内设置螺旋环后,原管壁边界层遭到破坏,管壁邻近的气流经过螺旋环时,发生边界层的分离,在分离区形成涡流,使气流湍流度增加;火焰阵面进入螺旋环扰动区后,发生扭曲并产生褶皱,火焰表面积显著增加,燃烧速率增大,并相应增加了释热速率,诱导激波的产生.变断面、巷道分叉及管内设置螺旋环对瓦斯爆炸过程中的火焰和爆炸波传播具有加速作用,诱导湍流的产生,引起爆轰.防止瓦斯爆炸事故扩大的隔爆、抑爆措施的关键在于抑制湍流现象的产生. 展开更多
关键词 瓦斯爆炸 湍流 螺旋环 爆轰
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旋转爆轰流场的数值模拟 被引量:29
4
作者 姜孝海 范宝春 +2 位作者 董刚 陈志华 李鸿志 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期403-407,共5页
基于带化学反应的二维Euler方程,采用氢气-空气的9组分19步基元反应简化模型,对充有当量比的氢气-空气预混气和空气的环形旋转爆轰流场,从点火燃烧到发展成旋转爆轰的过程进行了数值模拟。根据数值结果分析了波后流场中爆轰产物受激波... 基于带化学反应的二维Euler方程,采用氢气-空气的9组分19步基元反应简化模型,对充有当量比的氢气-空气预混气和空气的环形旋转爆轰流场,从点火燃烧到发展成旋转爆轰的过程进行了数值模拟。根据数值结果分析了波后流场中爆轰产物受激波、高温和离心力等作用而挤向外壁,形成有利于充入燃料,实现持续稳定旋转爆轰的流场特征。还讨论流场中爆轰波、激波与间断面和内外壁面反射或折射,从而形成多个激波相交的波系特征。为认识和理解旋转爆轰流场,开展旋转爆轰的实验研究等具有现实的指导意义。 展开更多
关键词 激波 爆轰波 拟旋转爆轰^+ 数值仿真
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氢气-空气混合物中瞬态爆轰过程的二维数值模拟 被引量:22
5
作者 董刚 范宝春 谢波 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期40-46,共7页
对高温火团引发的氢气 空气混合气的瞬态爆轰过程进行了二维数值模拟,考虑了H2 O2 N2的详细化学反应动力学机理,该机理包含了19个基元反应和9种组分。采用分裂格式处理带化学反应的Euler方程,其中使用全耦合的TVD格式求解流场,使用基于G... 对高温火团引发的氢气 空气混合气的瞬态爆轰过程进行了二维数值模拟,考虑了H2 O2 N2的详细化学反应动力学机理,该机理包含了19个基元反应和9种组分。采用分裂格式处理带化学反应的Euler方程,其中使用全耦合的TVD格式求解流场,使用基于Gear算法的微分方程解法器求解化学反应过程。计算结果表明:在H2∶O2∶N2=0 4∶0 4∶0.2(摩尔比)的混合气中,高温气团初始温度为T/T0=5.3时可诱导爆轰,爆轰波以2300m/s的速度传播,同时爆轰波阵面在管壁会形成反射波。还对计算的爆轰波后组分的浓度和温度进行了讨论,为理解爆轰波后结构提供信息。 展开更多
关键词 氢气-空气混合物 爆轰波 化学反应机理 数值模拟 欧拉方程 Gear算法
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关于楔形罩的初步研究 被引量:28
6
作者 焦丽娟 刘天生 《华北工学院学报》 EI 2001年第1期70-74,共5页
目的 采用定常理想不可压缩流体力学理论 ,分析楔形罩在线型聚能装药爆炸中的变形过程 ,研究楔形罩在工程技术方面的应用 .方法 理论分析与试验相结合 .结果 由楔形罩形成的扇形自锻破片束侵彻性强 .结论 楔形罩在工程爆破、工程防... 目的 采用定常理想不可压缩流体力学理论 ,分析楔形罩在线型聚能装药爆炸中的变形过程 ,研究楔形罩在工程技术方面的应用 .方法 理论分析与试验相结合 .结果 由楔形罩形成的扇形自锻破片束侵彻性强 .结论 楔形罩在工程爆破、工程防护技术上具有重要的应用价值 。 展开更多
关键词 楔形罩 自锻破片 射流 聚能装药 爆轰波 侵彻
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凹面腔内激波聚焦起爆爆震波过程的数值模拟 被引量:27
7
作者 李海鹏 何立明 +1 位作者 陈鑫 曾昊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期87-91,共5页
运用CFD方法和基元反应机理对环形向心射流产生的激波在凹面腔内的反射聚焦起爆爆震波过程进行了数值模拟,并根据流场分布及变化情况分析了激波聚焦及其在H2-Air混合物中起爆爆震波的全过程。对于本文建立的模型,起爆点在抛物形壁面的... 运用CFD方法和基元反应机理对环形向心射流产生的激波在凹面腔内的反射聚焦起爆爆震波过程进行了数值模拟,并根据流场分布及变化情况分析了激波聚焦及其在H2-Air混合物中起爆爆震波的全过程。对于本文建立的模型,起爆点在抛物形壁面的底部顶点处,聚焦起爆爆震波后的瞬间压力达到21.3MPa,温度达到4540K。爆震波在凹面腔内向开口端传播过程中仍会出现两次聚焦,压力达到约18MPa,温度达到4000K左右。研究结果表明:利用环形向心射流产生的激波在凹面腔内聚焦可以成功直接起爆爆震波,是一种有效的爆震直接起爆方法。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 爆轰 激波 爆轰波 数值模拟
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定向断裂控制爆破机理及应用 被引量:27
8
作者 宋俊生 王雁冰 +2 位作者 高祥涛 杨国梁 岳中文 《矿业科学学报》 2016年第1期16-28,共13页
综合运用高速激光纹影仪、超动态应变测试技术、数字激光动态焦散线试验系统等试验手段,着重研究了切缝药包定向断裂控制爆破机理,通过纹影试验多角度观测了爆轰波动的传播过程,实现了爆炸应力波与爆生气体的分离;分析了切缝药包径向不... 综合运用高速激光纹影仪、超动态应变测试技术、数字激光动态焦散线试验系统等试验手段,着重研究了切缝药包定向断裂控制爆破机理,通过纹影试验多角度观测了爆轰波动的传播过程,实现了爆炸应力波与爆生气体的分离;分析了切缝药包径向不耦合装药爆破爆生裂纹动态断裂效应,对比了不同装药结构对爆生裂纹扩展的影响,确定了径向不耦合系数为1.67时定向断裂控制爆破效果最佳;开展了切缝药包轴向不耦合装药爆破水泥砂浆模型试验,揭示了爆炸应力场的空间分布规律;研究了双炮眼切槽方式下同时起爆,两炮眼间贯穿裂纹和炮眼外侧裂纹扩展的动态行为。最后,将切缝药包定向断裂控制爆破技术应用于煤矿岩巷、立井、隧道和边坡工程的爆破施工中,取得了较好的效果。研究成果可为工程实践提供试验依据和理论指导。 展开更多
关键词 定向断裂控制爆破 切缝药包 爆轰波动 裂纹扩展
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隔板对聚能射流性能影响的数值模拟 被引量:21
9
作者 李如江 张晋红 王建波 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期107-110,共4页
为研究隔板对聚能装药中爆轰波形和射流形成的影响,应用LS-DYNA有限元程序,采用ALE方法对某带隔板聚能装药射流的形成过程进行了三维数值模拟,并与试验结果进行了比较。计算结果表明,隔板可将球面爆轰波形转变为凹锥形爆轰波,使爆轰波... 为研究隔板对聚能装药中爆轰波形和射流形成的影响,应用LS-DYNA有限元程序,采用ALE方法对某带隔板聚能装药射流的形成过程进行了三维数值模拟,并与试验结果进行了比较。计算结果表明,隔板可将球面爆轰波形转变为凹锥形爆轰波,使爆轰波相对于药型罩母线的入射角减小;当隔板厚度不变,存在着最佳隔板直径,小于最佳直径时射流头部速度随隔板直径的增加而增加,反之则会降低;双截锥形隔板可使爆轰波与罩母线的夹角减小到12°,射流头部速度比无隔板时提高了约18%。 展开更多
关键词 爆炸力学 聚能装药 隔板 爆轰波形 射流速度
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倾斜环缝喷孔式连续旋转爆轰发动机试验 被引量:21
10
作者 郑权 翁春生 白桥栋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期570-576,共7页
为了验证连续旋转爆轰发动机起爆过程和传播机理的理论研究,采用了1.0mm,1.6mm以及2.0mm三种尺寸的倾斜环缝喷孔结构,以H<sub>2</sub>/O<sub>2</sub>切向喷注的预爆轰管进行起爆,进行了H<sub>2</sub&g... 为了验证连续旋转爆轰发动机起爆过程和传播机理的理论研究,采用了1.0mm,1.6mm以及2.0mm三种尺寸的倾斜环缝喷孔结构,以H<sub>2</sub>/O<sub>2</sub>切向喷注的预爆轰管进行起爆,进行了H<sub>2</sub>/Air组合方式的连续旋转爆轰发动机试验研究。试验结果表明,1.6mm环缝获得了最佳的试验结果,爆轰波频率为5.0<sup>5</sup>.3kHz,对应的传播速度为1460.1<sup>1</sup>547.7m/s。通过对旋转爆轰波传播机理的分析,验证了爆轰波存在三种传播方式:正转、反转和双波头对撞。 展开更多
关键词 连续旋转爆轰发动机 爆轰波 环缝喷孔 H2/Air混合物 试验研究
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断药导爆管传爆过程的高速摄影试验研究 被引量:19
11
作者 廖小翠 郭学彬 《爆破》 CSCD 北大核心 2009年第1期89-91,95,共4页
通过对16 cm断药导爆管传爆过程的高速摄影试验的观察和分析,研究了断药的规整导爆管在传爆过程中爆轰波的传播特征,并得到规整导爆管存在断药时的传爆速度随时间变化的规律。
关键词 导爆管 断药 爆轰波 传爆 高速摄影
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脉冲爆轰发动机进气压力对爆轰影响的实验研究 被引量:17
12
作者 翁春生 王杰 +1 位作者 白桥栋 马丹花 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期1-4,共4页
为了研究脉冲爆轰发动机进气压力对爆轰过程的影响,对以汽油空气混和物为燃料的脉冲爆轰发动机进行了实验研究.实验得到了工作频率为33Hz和40Hz的稳定爆轰波,其峰值压力分别为1.5~1.8MPa和1.3~1.8MPa.实验结果表明,空气进口... 为了研究脉冲爆轰发动机进气压力对爆轰过程的影响,对以汽油空气混和物为燃料的脉冲爆轰发动机进行了实验研究.实验得到了工作频率为33Hz和40Hz的稳定爆轰波,其峰值压力分别为1.5~1.8MPa和1.3~1.8MPa.实验结果表明,空气进口压力对点火起爆过程及爆轰频率等具有大的影响,当进口空气压力降低,点火起爆过程变难,爆轰频率下降.实验结果对脉冲爆轰发动机机理研究及实验装置改进等具有一定的参考价值. 展开更多
关键词 脉冲爆轰发动机 爆轰波 点火 进气压力
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圆柱坐标系下连续旋转爆轰发动机的数值模拟 被引量:18
13
作者 邵业涛 刘勐 王健平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期717-721,共5页
使用两步化学反应模型对连续旋转爆轰发动机(Continuous rotating detonation engine,CRDE)进行了二维数值模拟研究。数值计算获得了同轴圆管腔中间层曲面上连续爆轰的多个循环过程。分析了燃料入射、提前燃烧、爆轰波结构和波传播速度... 使用两步化学反应模型对连续旋转爆轰发动机(Continuous rotating detonation engine,CRDE)进行了二维数值模拟研究。数值计算获得了同轴圆管腔中间层曲面上连续爆轰的多个循环过程。分析了燃料入射、提前燃烧、爆轰波结构和波传播速度等几个关键问题。计算获得燃烧室内流场结构与之前实验研究结果定性符合。计算中燃料以最大1400m/s沿轴向入射,爆轰波可约以2400m/s沿周向连续循环传播。计算的燃烧室内爆轰波循环频率约为2300Hz。 展开更多
关键词 发动机 爆轰 爆轰波 燃烧 数值仿真
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钻地弹爆炸聚集效应研究现状及展望 被引量:13
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作者 邓国强 周早生 郑全平 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 2002年第3期45-49,共5页
对国内外多弹爆炸聚集效应研究现状进行了系统的总结 ,指出今后发展的方向。研究钻地弹爆炸聚集效应 ,需要从能量耦合、侵彻爆炸耦合。
关键词 钻地弹 爆炸 应力波 相互作用
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爆轰波在楔面上反射数值分析 被引量:14
15
作者 胡宗民 高云亮 +2 位作者 张德良 杨国伟 姜宗林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期385-392,共8页
应用基元反应模型和频散可控耗散格式(DCD)对氢氧爆轰波在楔面反射进行了数值模拟,计算中氢氧混合物的化学反应采用了8种组分20个反应方程式,在处理化学反应引起的刚性问题时采用了时间算子分裂的方法,模拟了爆轰波在楔面反射由马赫反... 应用基元反应模型和频散可控耗散格式(DCD)对氢氧爆轰波在楔面反射进行了数值模拟,计算中氢氧混合物的化学反应采用了8种组分20个反应方程式,在处理化学反应引起的刚性问题时采用了时间算子分裂的方法,模拟了爆轰波在楔面反射由马赫反射向规则反射转变的过程,得到了反射转变临界角,同时考虑了初始压力和组分的影响,并和实验及理论分析结果进行了比较,结果是令人满意的。 展开更多
关键词 爆轰波 楔面 反射 数值分析 频散可控耗散格式 基元反应模型
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环形射流喷口位置对激波聚焦起爆的影响分析 被引量:17
16
作者 曾昊 何立明 +2 位作者 章雄伟 李海鹏 陈鑫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期437-442,共6页
为了研究环形射流喷口位置对激波聚焦起爆爆震的影响,以氢气和空气混合物为例,对不同环形射流喷口位置条件下的激波聚焦起爆过程进行了数值模拟。结果表明,随着喷口距凹壁面距离L增大,直接聚焦起爆和凹壁面反射起爆所需的临界入射压力... 为了研究环形射流喷口位置对激波聚焦起爆爆震的影响,以氢气和空气混合物为例,对不同环形射流喷口位置条件下的激波聚焦起爆过程进行了数值模拟。结果表明,随着喷口距凹壁面距离L增大,直接聚焦起爆和凹壁面反射起爆所需的临界入射压力逐渐增大,相应的聚焦时刻会滞后,形成焦点的位置距凹壁面越远。 展开更多
关键词 爆震起爆 爆震波 激波聚焦
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爆轰波碰撞的聚能效应 被引量:17
17
作者 缪玉松 李晓杰 +2 位作者 王小红 闫鸿浩 陈翔 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期544-548,共5页
利用两高爆速导爆索对称布置于药卷两侧,起爆后炸药爆轰波在对称线处汇聚碰撞,当碰撞角度达到一定值时,发生马赫反射,使爆轰压力成倍增加,形成高压、高能量密度区域的聚能效应。本文在爆轰波传播碰撞理论的基础上,通过炸药做功能力和猛... 利用两高爆速导爆索对称布置于药卷两侧,起爆后炸药爆轰波在对称线处汇聚碰撞,当碰撞角度达到一定值时,发生马赫反射,使爆轰压力成倍增加,形成高压、高能量密度区域的聚能效应。本文在爆轰波传播碰撞理论的基础上,通过炸药做功能力和猛度试验验证爆轰波碰撞的聚能效果。做功能力试验结果表明爆轰波碰撞能够增加炸药能量利用率;猛度试验结果表明采用对称起爆技术下的爆轰波碰撞能够改变爆轰波在特定方向上的扩散作用。试验结果与爆轰波入射角的几何关系表明,当高爆速起爆药条与主装药爆速比例在1.15倍以上时,爆轰波碰撞能够达到一定的聚能效果。 展开更多
关键词 爆轰波 聚能效应 马赫反射 铅壔法 铅柱压缩法
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共振型PDE谐振腔喷嘴匹配关系研究 被引量:16
18
作者 姜日红 武晓松 王栋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1006-1010,共5页
在数值模拟的基础上分析了两种不同形状的喷嘴:细长孔喷嘴(或称狭缝喷嘴)和环形喷嘴对于射流碰撞和激波形成以及聚焦的影响.在此基础上又以环形喷嘴为例,分析了喷嘴尺寸对于射流碰撞和激波形成聚焦的影响,得出环形喷嘴相对于细长孔喷嘴... 在数值模拟的基础上分析了两种不同形状的喷嘴:细长孔喷嘴(或称狭缝喷嘴)和环形喷嘴对于射流碰撞和激波形成以及聚焦的影响.在此基础上又以环形喷嘴为例,分析了喷嘴尺寸对于射流碰撞和激波形成聚焦的影响,得出环形喷嘴相对于细长孔喷嘴具有更好的聚焦效果,以及有效利用激波起爆爆震波的喷嘴与谐振腔的几何匹配关系. 展开更多
关键词 共振型PDE(脉冲爆震发动机) 谐振腔 喷嘴 爆震波 数值模拟
原文传递
Experimental Research on the Propagation Process of Continuous Rotating Detonation Wave 被引量:16
19
作者 Quan ZHENG Chun-sheng WENG Qiao-dong BAI 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS 2013年第4期201-207,共7页
In order to study the propagation mechanism of continuous rotating detonation wave,the H2/air continuous rotating detonation engine ignited by tangentially installed H2/O2pre-detonation tube is studied experimentally ... In order to study the propagation mechanism of continuous rotating detonation wave,the H2/air continuous rotating detonation engine ignited by tangentially installed H2/O2pre-detonation tube is studied experimentally using a tilt slot injector structure.The experimental results show that the stable rotating detonation wave can be gained successfully with the equivalent ratio of 0.93.The propagation frequency and velocity of rotating detonation wave range from 5200 to 5500 Hz and from 1518.5 to 1606.1 m/s,respectively.Three propagation modes,such as rotation,reversal and bifurcation,of detonation wave are verified through the analysis of propagation mechanism of rotating detonation wave. 展开更多
关键词 连续旋转 传播过程 爆轰波 实验 传播机制 传播模式 传播机理 喷射器
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金属圆管内爆轰波相互作用效应的数值模拟研究 被引量:15
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作者 张世文 华劲松 +4 位作者 刘仓理 韩长生 王德生 孙学林 张振涛 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期219-225,共7页
采用动力学有限元程序,针对大变形带来的网格扭曲造成计算的锁死现象进行了ALE技术处理,结合高速摄影和X光照相实验结果,对金属圆管内爆轰波的相互作用效应进行数值模拟,给出了爆轰波对碰作用下金属圆管运动计算结果,复现了金属圆管对... 采用动力学有限元程序,针对大变形带来的网格扭曲造成计算的锁死现象进行了ALE技术处理,结合高速摄影和X光照相实验结果,对金属圆管内爆轰波的相互作用效应进行数值模拟,给出了爆轰波对碰作用下金属圆管运动计算结果,复现了金属圆管对碰区鼓包现象,计算结果与实验吻合较好。可以预见,基于该方法能够初步分析影响金属圆管运动规律的诸多因素。 展开更多
关键词 爆炸力学 爆轰波 ALE算法 金属圆管
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