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水下爆炸冲击波的数值模拟研究 被引量：106
1
作者 张振华 朱锡 白雪飞 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期182-188,共7页
应用商业有限元程序MSC.DYTRAN数值模拟了球形药包在无限水域中爆炸产生的冲击波。通过和经验公式计算结果的比较,证明采用合理的计算参数和有限元模型能够较好地模拟水下爆炸冲击波的传播过程。通过调整水的状态方程参数,达到了提升冲... 应用商业有限元程序MSC.DYTRAN数值模拟了球形药包在无限水域中爆炸产生的冲击波。通过和经验公式计算结果的比较,证明采用合理的计算参数和有限元模型能够较好地模拟水下爆炸冲击波的传播过程。通过调整水的状态方程参数,达到了提升冲击波峰值应力的效果,从而有效地降低了单元数量和计算时间。 展开更多
关键词 爆炸力学 水下爆炸 数值模拟 冲击波 舰船抗爆防护 有限元程序 MSC.DYTRAN
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船舶在远场水下爆炸载荷作用下动态响应的数值计算方法 被引量：56
2
作者 张振华 朱锡 +2 位作者 冯刚 孙雪荣 毛力奋 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期36-42,共7页
提出了一个利用 MSC/ DYTRAN数值模拟水面船舶在远距离水下爆炸载荷作用下动力响应的方法。用FORTRAN语言编译用户子程序 ,在近场水域边界处加上冲击波载荷以模拟远场爆炸效应 ,进而利用 DY-TRAN中强大的流固耦合计算功能 ,计算船体在... 提出了一个利用 MSC/ DYTRAN数值模拟水面船舶在远距离水下爆炸载荷作用下动力响应的方法。用FORTRAN语言编译用户子程序 ,在近场水域边界处加上冲击波载荷以模拟远场爆炸效应 ,进而利用 DY-TRAN中强大的流固耦合计算功能 ,计算船体在水下冲击波作用下的动态响应。同时研究了边界定义和单元划分对冲击波传播的影响。该方法弥补了 DYTRAN计算远场水下爆炸的某些不足 ,计算所得到的船体附近的自由场压力与经验公式的结果基本一致 。 展开更多
关键词 船舶 水下爆炸 动态响应 数值模拟计算 冲击波 DYTRAN FORTRAN语言
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杆式射流形成的数值模拟研究 被引量：63
3
作者 吴晗玲 段卓平 汪永庆 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期328-332,共5页
利用数值仿真软件LS-DYNA3D,通过数值模拟方法研究了药型罩压跨、射流的形成、延伸和失稳断裂的全过程,数值模拟结果与实验结果吻合较好,得到了一套实用的数值模拟方法及材料模型参数,定性分析了大锥角的药型罩压垮过程,对形成杆式射流... 利用数值仿真软件LS-DYNA3D,通过数值模拟方法研究了药型罩压跨、射流的形成、延伸和失稳断裂的全过程,数值模拟结果与实验结果吻合较好,得到了一套实用的数值模拟方法及材料模型参数,定性分析了大锥角的药型罩压垮过程,对形成杆式射流的药型罩结构设计具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 爆炸力学 杆式射流 数值模拟 药型罩
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A3钢钝头弹撞击45钢板破坏模式的数值分析 被引量：56
4
作者 陈刚 陈小伟 +1 位作者 陈忠富 屈明 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期390-397,共8页
不同速度范围内的A3钢钝头弹撞击45钢靶板分别表现为泰勒撞击、向日葵型花瓣帽形失效和靶板冲塞穿甲等3种不同的破坏模式,利用LS-DYNA对这种复杂的破坏机理和相应的影响因素进行了数值模拟研究。采用Johnson-Cook强度模型和累积损伤失... 不同速度范围内的A3钢钝头弹撞击45钢靶板分别表现为泰勒撞击、向日葵型花瓣帽形失效和靶板冲塞穿甲等3种不同的破坏模式,利用LS-DYNA对这种复杂的破坏机理和相应的影响因素进行了数值模拟研究。采用Johnson-Cook强度模型和累积损伤失效模型描述弹靶材料的力学性能,并考虑了塑性变形的绝热温升效应。数值模拟再现了不同破坏模式的失效过程,得到了与实验一致的结果。研究还指出,弹靶的冲塞穿甲实际是在高速撞击下,弹体发生花瓣帽形变形失效后继续穿甲靶板的后续结果。 展开更多
关键词 爆炸力学 破坏模式 数值模拟 穿甲 应力三轴度
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水下爆炸冲击波数值模拟中的参数影响 被引量：37
5
作者 方斌 朱锡 +1 位作者 张振华 梅志远 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期419-424,共6页
为提高数值模拟水下爆炸冲击波的精度,研究了状态方程、网格密度、人工粘性对数值模拟的影响.以球形药包为例,采用有限元程序MSC.Dytran进行数值模拟,将结果与经验公式对比,分析了各参数的影响作用.结果表明,状态方程的形式对结果影响不... 为提高数值模拟水下爆炸冲击波的精度,研究了状态方程、网格密度、人工粘性对数值模拟的影响.以球形药包为例,采用有限元程序MSC.Dytran进行数值模拟,将结果与经验公式对比,分析了各参数的影响作用.结果表明,状态方程的形式对结果影响不大,而网格密度有很大影响.为确定最佳的网格密度,定义了一个描述网格密度的无因次量,并给出了不同药量时最佳无因次网格密度的范围.人工粘性能够较好地抑制冲击波压力计算中出现的数值振荡,但同时也引起了冲击波峰值的衰减.调整水的状态方程的系数,能够在保证数值模拟效果的同时,减少水域中的单元数量. 展开更多
关键词 水下爆炸 数值模拟 冲击波 状态方程 网格密度 人工粘性 MSC.Dytran
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三种典型聚能射流侵彻靶板数值模拟 被引量：35
6
作者 张先锋 陈惠武 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第19期4399-4401,4410,共4页
聚能射流根据其装药结构及药型罩参数不同可以分为锥形罩装药、亚半球罩装药以及K型装药。利用有限元软件LS-DYNA对三种典型聚能射流的成型及侵彻过程进行了数值模拟。分别计算了三种不同类型的聚能装药射流的成型及对均质装甲钢的侵彻... 聚能射流根据其装药结构及药型罩参数不同可以分为锥形罩装药、亚半球罩装药以及K型装药。利用有限元软件LS-DYNA对三种典型聚能射流的成型及侵彻过程进行了数值模拟。分别计算了三种不同类型的聚能装药射流的成型及对均质装甲钢的侵彻过程及结果参数,并对计算结果进行了简要地分析。结果表明K装药射流对靶板侵彻深度及孔径较为合理,是一种性能优异的破爆型串联战斗部聚能装药结构。 展开更多
关键词 爆炸力学 聚能射流 侵彻 药型罩 数值模拟
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炸药多点测温烤燃实验和数值模拟 被引量：35
7
作者 陈朗 马欣 +2 位作者 黄毅民 伍俊英 常雪梅 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1230-1236,共7页
为了研究炸药热反应规律,采用多点测温的烤燃实验装置,对PBXC10炸药进行了不同加热速率下的烤燃实验,测量了从炸药边沿到炸药中心不同位置的温度变化。建立了炸药烤燃实验计算模型,对炸药热反应过程进行了数值模拟计算。根据实验测量的... 为了研究炸药热反应规律,采用多点测温的烤燃实验装置,对PBXC10炸药进行了不同加热速率下的烤燃实验,测量了从炸药边沿到炸药中心不同位置的温度变化。建立了炸药烤燃实验计算模型,对炸药热反应过程进行了数值模拟计算。根据实验测量的炸药温度与时间曲线,标定了PBXC10炸药指前因子和活化能,分析了不同加热速率下炸药热反应特征。提出了按照炸药内部热量传递方向,把炸药烤燃分为慢速,中速和快速烤燃3种形式,给出了区分3种烤燃形式的判断方法。分别计算了PBXC10,JB9014和JOB9003 3种炸药在不同温度下的热爆炸过程。结果表明:PBXC10炸药热感度在JB9014和JOB9003炸药之间。 展开更多
关键词 分析化学 炸药 烤燃 热爆炸 数值模拟
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边坡预裂爆破参数优化研究 被引量：35
8
作者 许名标 彭德红 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期355-359,共5页
边坡工程施工中常用到预裂爆破,预裂爆破参数对爆破降震起着非常重要的作用。通过大量的预裂爆破试验,得出了适用于该边坡的炮孔直径、炮孔间距、线装药密度、不耦合系数等一系列常规预裂爆破参数。通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟.得出了与... 边坡工程施工中常用到预裂爆破,预裂爆破参数对爆破降震起着非常重要的作用。通过大量的预裂爆破试验,得出了适用于该边坡的炮孔直径、炮孔间距、线装药密度、不耦合系数等一系列常规预裂爆破参数。通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟.得出了与4种炮孔直径对应的理想的预裂爆破参数.且与爆破试验的结果基本一致。通过回归分析.得出了用于该边坡选取预裂爆破参数的简易公式。用以指导该工程的后续施工。实践证明,采用爆破试验与数值模拟相结合的方法,对于爆破参数的优化选择,效果明显. 展开更多
关键词 爆炸力学 预裂爆破参数 数值模拟 爆破试验 回归分析
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爆炸力学数值模拟中本构建模问题的讨论 被引量：23
9
作者 王礼立 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期97-104,共8页
就爆炸力学数值模拟中的本构建模问题的有关内容作了讨论,包括:波传播研究与材料的动态特性研究的相互依赖、容变律与畸变律的解耦与耦合、率型本构关系与失效准则、应变率效应与温度效应的等效性、加载本构关系与卸载本构关系以及流变... 就爆炸力学数值模拟中的本构建模问题的有关内容作了讨论,包括:波传播研究与材料的动态特性研究的相互依赖、容变律与畸变律的解耦与耦合、率型本构关系与失效准则、应变率效应与温度效应的等效性、加载本构关系与卸载本构关系以及流变过程与损伤演化过程的耦合等,并展望了今后的有关发展动向。 展开更多
关键词 爆炸力学 本构建模 评论 数值模拟 波传播 本构关系 高应变率
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弹性体涂覆钢板抗冲击性能的数值模拟 被引量：34
10
作者 甘云丹 宋力 杨黎明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期15-18,共4页
采用LS-DYNA有限元软件数值模拟弹性体涂覆钢板在水下爆炸载荷作用下的动态响应及抗爆能力。在有限元模型中,方形钢板的边长为2 m,厚度为2 cm,弹性体涂层厚度为5 mm,其四边固支,置于水中。为了与涂覆钢板的抗爆炸冲击能力进行比较,同时... 采用LS-DYNA有限元软件数值模拟弹性体涂覆钢板在水下爆炸载荷作用下的动态响应及抗爆能力。在有限元模型中,方形钢板的边长为2 m,厚度为2 cm,弹性体涂层厚度为5 mm,其四边固支,置于水中。为了与涂覆钢板的抗爆炸冲击能力进行比较,同时也进行了与涂覆钢板等质量的单层钢板在相同爆炸载荷作用下的抗爆能力数值模拟。研究了在不同爆距情况下钢板的变形与破坏;通过7种工况的比较,分析和评估该涂覆技术的有效性。若以安全爆距作为评估钢板抗爆能力的依据,则研究结果表明,采用弹性体涂覆技术钢板的抗爆炸冲击能力提高了大约20%. 展开更多
关键词 弹性体 涂覆钢板 水下爆炸 数值模拟 抗爆能力
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点火位置对独头巷道中瓦斯爆炸超压的影响 被引量：25
11
作者 冯长根 陈林顺 钱新明 《安全与环境学报》 CAS CSCD 2001年第5期56-59,共4页
运用 Auto Rea Gas爆炸仿真模拟器研究了独头巷道中点火位置对瓦斯爆炸后果的影响。结果表明 ,在本文计算条件下 ,爆炸静态超压随着距离的增加而减小 ,爆炸动压随着距离的增大而增大。点火位置对爆炸后果有重要影响 ,点火位置离封闭端越... 运用 Auto Rea Gas爆炸仿真模拟器研究了独头巷道中点火位置对瓦斯爆炸后果的影响。结果表明 ,在本文计算条件下 ,爆炸静态超压随着距离的增加而减小 ,爆炸动压随着距离的增大而增大。点火位置对爆炸后果有重要影响 ,点火位置离封闭端越近 。 展开更多
关键词 爆炸超压 爆炸仿真 独头巷道 瓦斯爆炸 点火位置 煤矿
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混凝土Johnson-Holmquist本构模型关键参数研究 被引量：33
12
作者 熊益波 陈剑杰 +1 位作者 胡永乐 王万鹏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期121-127,共7页
在防护工程的定量分析中,确定合理的混凝土本构参数是提高计算和设计可靠度的基础。为此,采用理论分析、实验和数值模拟的方法研究了混凝土Johnson-Holmquist(JH)模型的参数取值问题,运用灵敏度分析识别了JH模型的关键参数,通过总结相... 在防护工程的定量分析中,确定合理的混凝土本构参数是提高计算和设计可靠度的基础。为此,采用理论分析、实验和数值模拟的方法研究了混凝土Johnson-Holmquist(JH)模型的参数取值问题,运用灵敏度分析识别了JH模型的关键参数,通过总结相关文献提供数据并进行统计分析确定了三段式经验状态方程,提出了通过假三轴实验获取极限面参数A、B、N、Smax的方法,并结合实验与文献数据确定了不同强度类型混凝土的极限面参数组,分析了被动围压SHPB实验中的应变率效应,拟合了应变率200s 1～500s 1范围的率相关参数。最后对工程计算中JH模型参数的取值提出了建议,并给出了3个数值计算案例。 展开更多
关键词 爆炸力学 混凝土 JH模型 灵敏度分析 实验测试 数值模拟 本构参数
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缓冲爆破减震效应研究 被引量：33
13
作者 张袁娟 黄金香 袁红 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期967-973,共7页
为研究缓冲爆破在露天矿生产爆破中对预留边帮的保护作用,基于缓冲爆破参数理论设置合理的缓冲爆破参数并分别得出设置缓冲孔和未设置缓冲孔爆破试验振动实测数据;运用LS-DYNA显式非线性动力分析有限元程序建立有限元模型,分别对设置缓... 为研究缓冲爆破在露天矿生产爆破中对预留边帮的保护作用,基于缓冲爆破参数理论设置合理的缓冲爆破参数并分别得出设置缓冲孔和未设置缓冲孔爆破试验振动实测数据;运用LS-DYNA显式非线性动力分析有限元程序建立有限元模型,分别对设置缓冲孔和未设置缓冲孔2种露天矿台阶生产爆破进行数值模拟,结合露天矿现场爆破效果和振动测试试验数据对比分析,得出距离爆源越近,缓冲爆破减震率越大和加入缓冲孔可提高预裂孔半孔率最高可达30%;在数值模拟结果和现场试验数据对比分析的基础上,得出加入缓冲孔在有预裂孔的同等条件下的生产爆破,降振率最高可达51%,对预留边帮有极大保护作用。 展开更多
关键词 爆炸力学 缓冲爆破 数值模拟 减震效应 岩体损伤 减震率
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障碍物对瓦斯爆炸冲击波传播的影响研究 被引量：33
14
作者 徐阿猛 陈学习 贾进章 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期96-101,共6页
为研究瓦斯爆炸冲击波、火焰波在具有不同形状障碍物管路中的传播特征,采用Fluent软件数值模拟瓦斯爆炸过程中的超压、温度变化,系统地研究了圆形、正方形、长方形障碍物对瓦斯爆炸冲击波、火焰波的影响。结果表明:管道内存在边长0.13 ... 为研究瓦斯爆炸冲击波、火焰波在具有不同形状障碍物管路中的传播特征,采用Fluent软件数值模拟瓦斯爆炸过程中的超压、温度变化,系统地研究了圆形、正方形、长方形障碍物对瓦斯爆炸冲击波、火焰波的影响。结果表明:管道内存在边长0.13 m的正方形障碍时,瓦斯爆炸过程中的压力峰值达到0.84 MPa,在实际巷道中存在正方形障碍物的地方尤其应加强隔爆设施的布置;对于不同形状的障碍物,随着障碍物尺寸的增加,爆炸超压峰值也随之增加;对于圆形障碍物,阻塞率由小于50%向大于50%的变化过程中温度峰值呈现先增加后减小的变化趋势,且变化幅度较小,由此推断,温度峰值的增减变化以50%阻塞率为分界而出现不同的变化规律;对于正方形和圆形障碍物,温度峰值均随阻塞率的增大而增加;爆炸火焰波在经过不同障碍物时均会发生明显绕流作用,说明障碍物会加速火焰波传播。 展开更多
关键词 瓦斯爆炸 冲击波 数值模拟 障碍物 阻塞率
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障碍物导致甲烷-氧气爆炸的三维数值模拟 被引量：19
15
作者 范宝春 姜孝海 谢波 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期371-373,共3页
许多因燃烧导致的爆炸事故都与空间局部受限有关 ,例如管壁和管内障碍物可使火焰自行加速 ,并导致爆炸 .基于湍流模型和EBU -Arrhenius燃烧模型 ,利用SIMPLE格式对甲烷 -空气混合物在管内燃烧时 ,因障碍物的作用而发生的爆炸现象进行了... 许多因燃烧导致的爆炸事故都与空间局部受限有关 ,例如管壁和管内障碍物可使火焰自行加速 ,并导致爆炸 .基于湍流模型和EBU -Arrhenius燃烧模型 ,利用SIMPLE格式对甲烷 -空气混合物在管内燃烧时 ,因障碍物的作用而发生的爆炸现象进行了三维空间的数值模拟 . 展开更多
关键词 障碍物 甲烷-氧气爆炸 三维数值模拟 湍流燃烧 瓦斯爆炸
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置障条件下的矿井瓦斯爆炸传播过程数值模拟研究 被引量：26
16
作者 徐景德 杨庚宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期53-56,共4页
对瓦斯爆炸传播过程中障碍物激励效应的物理机制进行了分析,并构建了相应的物理模型.在3种情况下对冲击波经过障碍物附近时的变化特征进行了数值模拟.结果表明,非燃烧区的障碍物同样存在激励效应,激励效应取决于瓦斯爆炸冲击波的初始强... 对瓦斯爆炸传播过程中障碍物激励效应的物理机制进行了分析,并构建了相应的物理模型.在3种情况下对冲击波经过障碍物附近时的变化特征进行了数值模拟.结果表明,非燃烧区的障碍物同样存在激励效应,激励效应取决于瓦斯爆炸冲击波的初始强度,即爆轰状态激励效应最为强烈. 展开更多
关键词 瓦斯爆炸 冲击波 激励效应 数值模拟
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AUTODYN水下爆炸数值模拟研究 被引量：31
17
作者 刘科种 徐更光 +2 位作者 辛春亮 杨拯磊 秦建 《爆破》 CSCD 北大核心 2009年第3期18-21,共4页
采用AUTODYN数值计算软件,对TNT水下爆炸冲击波传播过程进行了数值模拟。计算结果表明,爆炸初期炸药中的爆轰波和水中冲击波是高频波,炸药及其附近水域需要足够细密的网格才能反映出这种特性,建议按照峰压衰减时间常数内至少采样100次... 采用AUTODYN数值计算软件,对TNT水下爆炸冲击波传播过程进行了数值模拟。计算结果表明,爆炸初期炸药中的爆轰波和水中冲击波是高频波,炸药及其附近水域需要足够细密的网格才能反映出这种特性,建议按照峰压衰减时间常数内至少采样100次的标准划分网格;同时应采用较小的人工粘性系数,减少对冲击波峰值超压的抹平,并对计算结果进行低通滤波,这样计算得到的冲击波压力曲线与经验公式计算曲线吻合得较好,不但可以准确捕捉冲击波峰值压力,而且能够比较准确地计算冲击波在水中传输时的衰减演化过程。 展开更多
关键词 爆炸力学 数值模拟 网格密度 人工粘性
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TNT爆炸的数值计算及其影响因素 被引量：30
18
作者 高轩能 吴彦捷 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期32-39,共8页
应用LS-DYNA有限元程序建立了模拟TNT爆炸的数值计算模型并进行了空爆冲击波超压等数值计算。通过数值计算结果与经验公式和试验数据的对比分析,验证了计算模型和参数取值的可信性。基于数值计算结果,分析了炸药材料参数、TNT药量、单... 应用LS-DYNA有限元程序建立了模拟TNT爆炸的数值计算模型并进行了空爆冲击波超压等数值计算。通过数值计算结果与经验公式和试验数据的对比分析,验证了计算模型和参数取值的可信性。基于数值计算结果,分析了炸药材料参数、TNT药量、单元网格密度、建模方式、空气域形状和炸药形状等参数变化对爆炸冲击波超压的影响。结果表明,与试验结果相比,数值计算结果可以作为爆炸冲击波超压的下限值,而Henrych公式、Sadovskyi公式和GB6722-2003公式给出的是超压的中位和下位值;炸药材料参数的取值、单元网格密度和炸药形状对数值模拟结果的影响与比例距离相关,比例距离小于2.0时,不能忽视其影响;冲击波超压会随TNT药量的增加而小幅度增加,但建模方式和空气域形状对数值计算结果的影响可以忽略不计。 展开更多
关键词 爆炸力学 爆炸 数值模拟 冲击波 参数分析
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基于CFD的液化气罐区泄漏爆炸事故后果模拟 被引量：30
19
作者 王学岐 韩兆辉 宋丹青 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2013年第2期64-68,共5页
针对近几年石化企业液化气事故的剧增和液化气球罐区的危险性,运用FLACS软件对某企业液化气球罐区的液化气泄漏扩散、爆炸事故后果进行数值模拟分析,从点火源位置、气团大小和阻塞度方面分析爆炸冲击波及火焰传播情况。结果表明,该软件... 针对近几年石化企业液化气事故的剧增和液化气球罐区的危险性,运用FLACS软件对某企业液化气球罐区的液化气泄漏扩散、爆炸事故后果进行数值模拟分析,从点火源位置、气团大小和阻塞度方面分析爆炸冲击波及火焰传播情况。结果表明,该软件能够分析液化气在发生泄漏、爆炸事故后空间各个部位超压的变化趋势和规律,弥补了传统方法在预测近场超压方面的不足,能够从不同的角度和层面分析泄漏爆炸的影响因素,并对爆炸冲击波进行三维动态展示,为企业事故预防、风险评价、事故调查和应急救援提供技术支持。 展开更多
关键词 液化气 FLACS软件 泄漏 爆炸 模拟
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ALE方法在爆炸数值模拟中的应用 被引量：25
20
作者 张奇 张若京 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2005年第4期639-642,共4页
本文以ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)理论为基础,结合非线性动力学的相关理论,推导了ALE方法描述的控制方程组。最后采用ALE描述方法针对集团装药在半无限土质中爆炸进行了数值模拟,并将模拟计算结果与现有实验研究成果进行了对比。在... 本文以ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)理论为基础,结合非线性动力学的相关理论,推导了ALE方法描述的控制方程组。最后采用ALE描述方法针对集团装药在半无限土质中爆炸进行了数值模拟,并将模拟计算结果与现有实验研究成果进行了对比。在模拟给出的最大压力时程曲线和爆腔发展时程曲线的基础上,对空腔的形成和发展规律以及次生波的形成等问题进行了研究。通过对比,证明ALE算法综合了Lagrange和Euler法的优点,能够有效地用于对爆炸过程进行数值模拟。 展开更多
关键词 ALE方法 爆炸 数值模拟
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