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水下中空结构物内爆试验方法研究 被引量：7
1
作者 黄治新 喻敏 +2 位作者 杜志鹏 李营 秦中华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期27-31,共5页
通过对直径3 m、长5 m的钢制压力罐内水域上方空气加压,进行0.5 MPa水域环境下的光电倍增管内爆试验。在压力罐内壁粘贴声阻抗较小的橡胶层,能有效减小钢制壁面反射冲击波对内爆试验结果的影响,通过压力罐视窗提供的大功率灯光,为高速... 通过对直径3 m、长5 m的钢制压力罐内水域上方空气加压,进行0.5 MPa水域环境下的光电倍增管内爆试验。在压力罐内壁粘贴声阻抗较小的橡胶层,能有效减小钢制壁面反射冲击波对内爆试验结果的影响,通过压力罐视窗提供的大功率灯光,为高速摄像机提供光源。在压力罐中进行0.5 MPa水域环境下光电倍增管内爆试验得到了和理论研究一致的冲击波压力时域曲线,拍摄到清晰的光电倍增管内爆过程,该研究内容为水下中空结构物内爆提供了一种较好的试验方法。 展开更多
关键词 压力罐 内爆 试验方法 冲击波 高速摄影
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聚心火焰与诱导激波相互作用及爆燃转爆轰过程 被引量：5
2
作者 归明月 范宝春 +2 位作者 于陆军 姜孝海 董刚 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期248-252,共5页
基于带化学反应的二维轴对称Eu ler方程,利用带限制函数的波传播算法,在两端均敞开和一端封闭一端敞开的两种边界情况下,对圆柱型燃烧室中的氢气-空气预混气的聚心燃烧进行了数值模拟,探讨了聚心火焰引发爆轰过程中的波系结构以及火焰... 基于带化学反应的二维轴对称Eu ler方程,利用带限制函数的波传播算法,在两端均敞开和一端封闭一端敞开的两种边界情况下,对圆柱型燃烧室中的氢气-空气预混气的聚心燃烧进行了数值模拟,探讨了聚心火焰引发爆轰过程中的波系结构以及火焰的变形。数值结果表明,在两端均敞开的情况下,燃烧诱导的激波在轴心、火焰和壁面之间来回反射,使火焰失稳,加速了火焰的燃烧,但没有转变成爆轰。而在一端封闭的情况下,封闭端反射产生的激波,不断穿越火焰,使火焰严重失稳,加剧了燃烧速度,最终导致爆轰的形成。稳定爆轰阵面的参数与CJ理论计算的结果进行了对比,两者符合的较好。同时,火焰在与激波的作用过程中,形状扭曲变形,对于两端敞开的情况呈对称的扁平头部蘑菇云,而对于一端封闭的情况,则呈封闭端小敞口端大的扁平头部蘑菇云。 展开更多
关键词 爆轰 聚心火焰^+ 激波 数值仿真
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外界条件对中空结构物内爆冲击波的影响 被引量：1
3
作者 孟令存 闫明 +1 位作者 杜志鹏 张磊 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期77-86,共10页
在深水中工作的中空结构物承受巨大的静水压,突然被压溃时会发生内爆,产生冲击波,对周围结构造成损伤。针对内爆冲击波受静水压力、真空体积影响机理不清的问题,开展了光电倍增管水下内爆试验,验证了ABAQUS中CEL耦合计算方法满足光电倍... 在深水中工作的中空结构物承受巨大的静水压,突然被压溃时会发生内爆,产生冲击波,对周围结构造成损伤。针对内爆冲击波受静水压力、真空体积影响机理不清的问题,开展了光电倍增管水下内爆试验,验证了ABAQUS中CEL耦合计算方法满足光电倍增管内爆模拟精度的要求,并通过数值模拟分析了外界静水压、中空结构物的真空体积对内爆冲击波的影响规律。结果表明:随着静水压、真空体积的增加,冲击波压力峰值呈线性增加,且距离内爆中心越远,冲击波峰值增加越缓慢;冲击波脉宽随静水压力的增加基本保持不变,随真空半径的增加缓慢降低。 展开更多
关键词 水下内爆 光电倍增管 内爆机理 内爆仿真 内爆冲击波
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纤维织物袋的内爆响应与抗爆性能
4
作者 解江 高斌元 +2 位作者 蒋逸伦 潘汉源 冯振宇 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期2441-2450,共10页
针对小型简易爆炸装置,设计了芳纶和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维织物防爆袋,开展了织物袋内爆试验,同时建立了织物袋内爆数值分析模型。从外部超压和临界厚度两个角度对比了两种材料织物袋的抗爆能力,分析了初始内爆距离和织物袋厚度... 针对小型简易爆炸装置,设计了芳纶和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维织物防爆袋,开展了织物袋内爆试验,同时建立了织物袋内爆数值分析模型。从外部超压和临界厚度两个角度对比了两种材料织物袋的抗爆能力,分析了初始内爆距离和织物袋厚度对织物袋抗爆性能的影响。结果表明:内爆载荷下织物袋的主要失效模式为中心区域破孔和封口拉链失效。在20~100 g药量范围内,织物袋的临界厚度与药量近似呈线性增长关系。同一药量下,芳纶织物袋的临界厚度明显大于UHMWPE织物袋,在不考虑爆炸火球对织物烧蚀的影响时,UHMWPE织物袋具有更好的抗爆效果。厚度相同时,芳纶织物袋外部的超压峰值更小,表明芳纶织物袋的超压衰减能力更强。随着织物袋初始内爆距离的增大,织物袋的临界厚度减小。织物袋外部一定范围内存在高于人体能够承受的超压,以30 g TNT、3 mm厚芳纶织物袋为例,在距织物袋中心665 mm处的超压为34.2 kPa,超过鼓膜损伤阈值。 展开更多
关键词 纤维织物袋 内爆载荷 动态响应 冲击波超压 有限元模型
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基于面积折减等效模型的光电倍增管水下内爆机理研究 被引量：2
5
作者 孟令存 闫明 +1 位作者 杜志鹏 张磊 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期20-29,共10页
光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)是中微子探测器的核心部件,是由玻璃材料制成的内部真空的薄壳结构,排列在深水中工作,若一个PMT被压溃会产生内爆冲击波,会引起周围PMT发生殉爆。针对PMT内爆,建立了PMT内爆数值计算简化模型,并将... 光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)是中微子探测器的核心部件,是由玻璃材料制成的内部真空的薄壳结构,排列在深水中工作,若一个PMT被压溃会产生内爆冲击波,会引起周围PMT发生殉爆。针对PMT内爆,建立了PMT内爆数值计算简化模型,并将计算与试验结果进行对比,验证简化模型的合理性。在此基础上,提出了基于面积折减等效模型的PMT内爆计算方法,通过等效模型分析了防护装置破口面积对PMT内爆的影响,得出随着防护装置破口面积的减小,水流碰撞发生PMT内爆的时刻相应提前,内爆产生的冲击波脉宽基本保持不变,冲击波压力峰值明显减小。该研究有利于找到有效的PMT内爆防护方法。 展开更多
关键词 内爆 冲击波 光电倍增管 内爆防护
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PMT水下内爆冲击波强度与传播特性研究 被引量：3
6
作者 金键 侯海量 +4 位作者 陈鹏宇 朱锡 吴林杰 何苗 王天穹 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第13期100-104,122,共6页
为研究光电倍增管(PMT)水下内爆后产生的冲击波强度及其传播特性,首先以气泡动力学、气泡破裂动力学理论为基础分析了球形气泡溃灭时长与气泡破裂回弹阶段冲击波传播特性,指出了真空容器水下内爆与气泡溃灭物理过程的相似性和特殊性。... 为研究光电倍增管(PMT)水下内爆后产生的冲击波强度及其传播特性,首先以气泡动力学、气泡破裂动力学理论为基础分析了球形气泡溃灭时长与气泡破裂回弹阶段冲击波传播特性,指出了真空容器水下内爆与气泡溃灭物理过程的相似性和特殊性。建立了水下气泡溃灭数值仿真计算模型,通过与文献实验结果和理论结果的对比验证了数值计算方法的可行性。最后以实际工作环境为基础对PMT水下内爆过程进行了数值模拟,分析了PMT外形尺寸对冲击波传播特性的影响,确定了PMT水下内爆的冲击波强度,为PMT防爆工作提供了针对性的参考。 展开更多
关键词 PMT 水下内爆 冲击波 数值仿真
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万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆流场数值模拟 被引量：1
7
作者 陈锋华 赵敏 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2022年第2期143-153,176,共12页
耐压结构是深海潜器的重要组成部分,但在深海的高压环境中却存在内爆的风险。为研究陶瓷耐压结构水下内爆的流场特性,使用针对可压缩多相流问题开发的开源代码,采用直接数值模拟,应用自适应直角网格,对两种压力条件下的耐压结构水下内... 耐压结构是深海潜器的重要组成部分,但在深海的高压环境中却存在内爆的风险。为研究陶瓷耐压结构水下内爆的流场特性,使用针对可压缩多相流问题开发的开源代码,采用直接数值模拟,应用自适应直角网格,对两种压力条件下的耐压结构水下内爆进行了数值模拟。通过低压模拟结果与理论解和试验值比较,验证了模拟方法的有效性,进而开展万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆模拟。分析发现:陶瓷耐压结构发生内爆后,其内部气腔存在多次压缩—反弹现象,深海环境压力越大则反弹越不明显;气腔反弹阶段,在结构外部将产生数倍于深海环境压力的冲击波,且传播速度接近声速;冲击波压力峰值与到球心距离呈负指数幂函数关系;在相同深海环境压力下,耐压结构外部监测点的冲击波压力与球体半径呈正比例关系。 展开更多
关键词 水下内爆 万米级深海陶瓷耐压结构 冲击波 可压缩多相流 直接数值模拟
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深水环境下扁椭球形内爆特性数值研究 被引量：1
8
作者 孟令存 闫明 +1 位作者 杜志鹏 张磊 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期130-134,共5页
采用商用有限元软件Abaqus中的CEL耦合计算方法,对深水环境下扁椭球内爆进行了数值模拟,得到了扁椭球内爆发生过程及内爆冲击波传播特性,并探究了扁椭球形状对内爆冲击波峰值的影响规律;扁椭球内爆发生过程中,长半轴侧水流运动较快,发... 采用商用有限元软件Abaqus中的CEL耦合计算方法,对深水环境下扁椭球内爆进行了数值模拟,得到了扁椭球内爆发生过程及内爆冲击波传播特性,并探究了扁椭球形状对内爆冲击波峰值的影响规律;扁椭球内爆发生过程中,长半轴侧水流运动较快,发生碰撞产生内爆冲击波,且半轴方向上内爆冲击波峰值较高;随着扁椭球的椭圆旋转截面长、短径比k值的增加,内爆发生时间明显减少,各方向上的内爆冲击波峰值线性减小,且峰值在半轴方向衰减较快,斜向45°方向衰减较慢。 展开更多
关键词 CEL 扁椭球内爆 数值仿真 冲击波
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气囊对光电倍增管水下内爆影响试验研究
9
作者 吴天正 郑鹏 +2 位作者 杜志鹏 张磊 何苗 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第15期82-87,共6页
江门中微子试验中使用的光电倍增管需要长时间承受高静水压力作用,由于光电倍增管外壳使用膨化硅玻璃制造,受自身结构微观缺陷影响不可避免的有发生碎裂的可能,并引发光电倍增管的水下内爆(Implosion),对其周围设施造成危害。在可加压... 江门中微子试验中使用的光电倍增管需要长时间承受高静水压力作用,由于光电倍增管外壳使用膨化硅玻璃制造,受自身结构微观缺陷影响不可避免的有发生碎裂的可能,并引发光电倍增管的水下内爆(Implosion),对其周围设施造成危害。在可加压密封罐中进行带有气囊的光电倍增管水下内爆试验,使用高速摄像和压力传感器记录实验过程数据。并将试验结果与无气囊条件下的光电倍增管水下内爆相关数据进行对比,探究了使用气囊进行光电倍增管水下内爆防护的可行性,为光电倍增管的水下内爆防护提供新的思路。 展开更多
关键词 光电倍增管 水下内爆 冲击波 高速摄像 试验研究
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光电倍增管殉爆防护装置设计与试验分析
10
作者 孟令存 闫明 +1 位作者 杜志鹏 张磊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期624-629,共6页
光电倍增管(PMT)是中微子探测的核心部件,排列在深水环境中工作,承受高静水压力,若一只PMT破碎发生内爆,将会引发周围的PMT发生殉爆。针对PMT殉爆问题,设计了一种PMT殉爆防护装置,开展了带防护装置PMT的殉爆试验;在试验过程中完成带防... 光电倍增管(PMT)是中微子探测的核心部件,排列在深水环境中工作,承受高静水压力,若一只PMT破碎发生内爆,将会引发周围的PMT发生殉爆。针对PMT殉爆问题,设计了一种PMT殉爆防护装置,开展了带防护装置PMT的殉爆试验;在试验过程中完成带防护装置PMT内爆现象的图像采集、冲击波数据的测量,分析了带防护装置PMT的内爆机理。试验结果表明:引爆PMT破碎后防护装置坚持了约400 ms发生整体破坏,殉爆PMT未发生破坏。防护装置的破坏模式与PMT不同,破碎后成大块碎片,减小了水流内涌速度和内爆能量。带防护装置PMT的内爆冲击波峰值是裸PMT内爆峰值的1/20,脉宽是其1/2,证明了防护装置能有效减小PMT内爆冲击波强度,为PMT殉爆防护装置的设计提供参考。 展开更多
关键词 光电倍增管 内爆冲击波 殉爆防护 殉爆试验
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