兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 160-169.doi: 10.12382/bgxb.2023.0896
吴张君1, 王雪明2,*(), 余雯君1, 邓树新1, 陈建宇1, 晋冬艳1, 于冰冰1
收稿日期:
2023-09-07
上线日期:
2023-12-08
通讯作者:
基金资助:
WU Zhangjun1, WANG Xueming2,*(), YU Wenjun1, DENG Shuxin1, CHEN Jianyu1, JIN Dongyan1, YU Bingbing1
Received:
2023-09-07
Online:
2023-12-08
摘要:
基于LS-DYNA软件建立Z型扩散室三维数值计算模型,探讨扩散室在不同特征参数入射冲击波作用下的消波效果,并探讨了不同特征尺寸对扩散室消波效果的影响。研究结果表明:长短持时对扩散室的消波效果有明显影响,扩散室在短持时冲击波作用下的消波效果比长持时条件下提高8%;扩散室的消波效果会随着入射冲击波峰值强度的增大而提高,当入射冲击波的峰值强度大于0.9MPa后提高作用不明显;当扩散比和长径比为5时扩散室的消波性能最佳;扩散室扩散比的增加对扩散室的消波效果有明显增强作用;长径比的增强对扩散室消波效果的作用规律不明显。
中图分类号:
吴张君, 王雪明, 余雯君, 邓树新, 陈建宇, 晋冬艳, 于冰冰. Z型扩散室内爆炸冲击波传播规律[J]. 兵工学报, 2023, 44(S1): 160-169.
WU Zhangjun, WANG Xueming, YU Wenjun, DENG Shuxin, CHEN Jianyu, JIN Dongyan, YU Bingbing. Propagation Law of Shock Wave jn Z-shaped Diffusion Chamber[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(S1): 160-169.
序号 | 入射冲击波的 峰值超压/MPa | 入射冲击波 的持时/ms | 扩散比 | 长径比 |
---|---|---|---|---|
1 | 0.166 | |||
2 | 0.237 | |||
3 | 0.307 | |||
4 | 0.393 | 10 | 3 | 4 |
5 | 0.897 | |||
6 | 1.333 | |||
7 | 1.585 | |||
8 | 2.361 | |||
9 | 2.800 | 100 | 3 | 4 |
10 | 5 | |||
11 | 6 | |||
12 | 4 | 4 | ||
13 | 5 | |||
14 | 6 | |||
15 | 5 | 4 | ||
16 | 5 | |||
17 | 6 |
表1 数值模拟工况汇总
Table 1 Summary of numerical simulation conditions
序号 | 入射冲击波的 峰值超压/MPa | 入射冲击波 的持时/ms | 扩散比 | 长径比 |
---|---|---|---|---|
1 | 0.166 | |||
2 | 0.237 | |||
3 | 0.307 | |||
4 | 0.393 | 10 | 3 | 4 |
5 | 0.897 | |||
6 | 1.333 | |||
7 | 1.585 | |||
8 | 2.361 | |||
9 | 2.800 | 100 | 3 | 4 |
10 | 5 | |||
11 | 6 | |||
12 | 4 | 4 | ||
13 | 5 | |||
14 | 6 | |||
15 | 5 | 4 | ||
16 | 5 | |||
17 | 6 |
C0/ MPa | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | V | E/ (J·m-3) | ρ/ (kg·m-3) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.4 | 0.4 | 1.0 | 0.25 | 1.29 |
表2 空气材料参数和状态方程参数
Table 2 Material parameters and equation of state parameters of air
C0/ MPa | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | V | E/ (J·m-3) | ρ/ (kg·m-3) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.4 | 0.4 | 1.0 | 0.25 | 1.29 |
A/GPa | B/GPa | R1 | R2 | ω | V | E0/(GJ·m-3) | ρ/(kg·m-3) | D/(m·s-1) | PCJ/GPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
371 | 3.231 | 4.5 | 0.95 | 0.3 | 1.0 | 7 | 1630 | 6930 | 2.7 |
表3 TNT炸药材料参数和状态方程参数
Table 3 Material parameters and equation of state parameters of TNT
A/GPa | B/GPa | R1 | R2 | ω | V | E0/(GJ·m-3) | ρ/(kg·m-3) | D/(m·s-1) | PCJ/GPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
371 | 3.231 | 4.5 | 0.95 | 0.3 | 1.0 | 7 | 1630 | 6930 | 2.7 |
RO/(kg·m-3) | PR | E/(GJ·m-3) | CMO |
---|---|---|---|
7800 | 0.3 | 2.599 | 1.0 |
表4 Z型扩散室材料参数
Table 4 Material parameters and equation of state parameters of z-shaped chamber
RO/(kg·m-3) | PR | E/(GJ·m-3) | CMO |
---|---|---|---|
7800 | 0.3 | 2.599 | 1.0 |
扩散比 | 长径比 | 入射冲击波峰 值超压/MPa | 出口冲击波峰 值超压/MPa | 消波系数 |
---|---|---|---|---|
4 | 2.80 | 0.73 | 0.74 | |
3 | 5 | 2.80 | 0.63 | 0.78 |
6 | 2.80 | 0.89 | 0.68 | |
4 | 2.80 | 0.55 | 0.80 | |
4 | 5 | 2.80 | 0.52 | 0.81 |
6 | 2.80 | 0.44 | 0.84 | |
4 | 2.80 | 0.45 | 0.84 | |
5 | 5 | 2.80 | 0.40 | 0.86 |
6 | 2.80 | 0.41 | 0.85 |
表5 不同特征尺寸扩散室的消波效果
Table 5 Wave dissipation effects of chambers with different feature sizes
扩散比 | 长径比 | 入射冲击波峰 值超压/MPa | 出口冲击波峰 值超压/MPa | 消波系数 |
---|---|---|---|---|
4 | 2.80 | 0.73 | 0.74 | |
3 | 5 | 2.80 | 0.63 | 0.78 |
6 | 2.80 | 0.89 | 0.68 | |
4 | 2.80 | 0.55 | 0.80 | |
4 | 5 | 2.80 | 0.52 | 0.81 |
6 | 2.80 | 0.44 | 0.84 | |
4 | 2.80 | 0.45 | 0.84 | |
5 | 5 | 2.80 | 0.40 | 0.86 |
6 | 2.80 | 0.41 | 0.85 |
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