铝氧比对含铝炸药水下爆炸载荷及能量输出结构的影响 - 冲顶技术团队

铝氧比对含铝炸药水下爆炸载荷及能量输出结构的影响

田俊宏,  孙远翔,  张之凡

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田俊宏, 孙远翔, 张之凡. 铝氧比对含铝炸药水下爆炸载荷及能量输出结构的影响[J]. 高压物理学报, 2019, 33(6): 065101. doi: 10.11858/gywlxb.20190745
引用本文: 田俊宏, 孙远翔, 张之凡. 铝氧比对含铝炸药水下爆炸载荷及能量输出结构的影响[J]. 高压物理学报, 2019, 33(6): 065101. doi: 10.11858/gywlxb.20190745
TIAN Junhong, SUN Yuanxiang, ZHANG Zhifan. Effect of Al/O Ratio on Underwater Explosion Load and Energy Output Configuration of Aluminized Explosive[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2019, 33(6): 065101. doi: 10.11858/gywlxb.20190745
Citation: TIAN Junhong, SUN Yuanxiang, ZHANG Zhifan. Effect of Al/O Ratio on Underwater Explosion Load and Energy Output Configuration of Aluminized Explosive[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2019, 33(6): 065101. doi: 10.11858/gywlxb.20190745

铝氧比对含铝炸药水下爆炸载荷及能量输出结构的影响

doi: 10.11858/gywlxb.20190745
基金项目: 爆炸科学与技术国家重点实验室(北京理工大学)自主研究课题探索性项目(YBKT17-08);中国博士后科学基金(2017M620644)
junhong_tian@163.com

通讯作者:

孙远翔(1967-),男,博士,副教授,主要从事水下爆炸研究. E-mail: sunyuanxiang002@126.com

  • 中图分类号: O383

  • Effect of Al/O Ratio on Underwater Explosion Load and Energy Output Configuration of Aluminized Explosive

      摘要
    • 摘要: 为了系统地研究铝氧比对含铝炸药水下爆炸载荷及能量输出结构的影响,在验证数值模型有效性的基础上,针对铝氧比分别为0、0.16、0.36、0.63的RDX基含铝炸药,利用耦合欧拉-拉格朗日方法模拟了其水下爆炸连续的全过程,考虑了冲击波载荷和气泡载荷之间的耦合作用,从冲击波、气泡和能量输出结构三方面对影响效应进行评估。计算结果表明:随着铝氧比的增大,含铝炸药水下爆炸冲击波衰减时间常数、冲击波冲量、气泡脉动周期、气泡最大半径以及比气泡能都增大;铝氧比为0.36时,冲击波峰值压力、冲击波能流密度和比冲击波能达到最大。铝粉的加入对气泡能的提高相对于冲击波能更加显著。

       

        关键词:
      • 含铝炸药 / 
      • 铝氧比 / 
      • 水下爆炸 / 
      • 冲击波 / 
      • 气泡 / 
      • 能量输出 
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    • 图  不同时刻冲击波传播压力云图

      Figure  1.  Shock wave pressure nephogram at different times

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      图  不同比例距离处压力时程曲线

      Figure  2.  Pressure time history at different distances

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      图  冲击波压力峰值对比

      Figure  3.  Comparison of shock wave peak pressure

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      图  比冲击波能对比

      Figure  5.  Comparison of specific shock wave energy

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      图  冲击波冲量对比

      Figure  4.  Comparison of shock wave impulse

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      图  RS211炸药水下爆炸气泡脉动过程示意图

      Figure  6.  Bubble impulse caused by underwater explosion of RS211

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      图  不同时刻冲击波压力云图

      Figure  7.  Shock wave pressure nephogram at different times

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      图  不同爆距处冲击波压力时程曲线

      Figure  8.  Pressure time history at different distances

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      图  铝氧比对峰值压力的影响

      Figure  9.  Effect of Al/O ratio on peak pressure

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      图  12  铝氧比对能流密度的影响

      Figure  12.  Effect of Al/O ratio on energy flow density

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      图  10  铝氧比对衰减常数的影响

      Figure  10.  Effect of Al/O ratio on attenuation constant

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      图  11  铝氧比对冲击波冲量的影响

      Figure  11.  Effect of Al/O ratio on shock wave impulse

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      图  13  气泡半径时程曲线

      Figure  13.  Time history of bubble radius

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      图  14  铝氧比对气泡载荷的影响

      Figure  14.  Effect of Al/O ratio on bubble load

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      图  15  铝氧比对比冲击波能的影响

      Figure  15.  Effect of Al/O ratio on specific shock wave energy

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      图  16  铝氧比与能量构成之间的关系(R/a=28.68)

      Figure  16.  Relation of Al/O ratio with energy(R/a=28.68)

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      表  1  炸药材料参数[1112]

      Table  1.   Explosive material parameters[1112]

      Sample$\rho $/(kg·m–3)A/GPaB/GPaR1R2ωe/(J·g–1)
      TNT1 630371.20 3.214.150.950.304 290
      RS2111 750758.00 8.514.901.100.204 509
      1(0)1 667334.77 9.506.711.260.215 636
      2(0.16)1 720361.5527.424.811.890.326 206
      3(0.36)1 788709.6020.275.371.900.346 956
      4(0.63)1 853761.51 9.165.451.740.237 441
      下载: 15]

      Table  3.   Composition of RDX/Al explosives[15]

      Explosive$\rho /({\rm{kg}} \cdot {{\rm{m}}^{{\rm{ - }}3}})$Mass fraction/%Al/O ratio
      RDXAlWaxC
      1 1 667 95.5 0 2 2.5 0
      2 1 720 85.5 10 2 2.5 0.16
      3 1 788 75.5 20 2 2.5 0.36
      4 1 853 65.5 30 2 2.5 0.63
      下载: 参考文献(15)
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    • 收稿日期:  2019-03-25
    • 修回日期:  2019-04-19

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