固体与液体混合燃料抛撒过程数值模拟

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.07.005

兵工学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (7): 972-976.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2014.07.005

固体与液体混合燃料抛撒过程数值模拟

陈嘉琛，张奇，马秋菊，黄莹，刘雪岭，沈世磊，李栋

（北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京 100081）

收稿日期:2013-09-23 修回日期:2013-09-23 上线日期:2014-09-05
通讯作者: 陈嘉琛 E-mail:chenjiachen199109@163.com
作者简介:陈嘉琛(1991—)女硕士研究生
基金资助:
国家自然科学基金项目（11372044）

Numerical Simulation of Dispersal Process of Solid-liquid Mixed Fuel

CHEN Jia-chen， ZHANG Qi， MA Qiu-ju， HUANG Ying， LIU Xue-ling， SHEN Shi-lei， LI Dong

(State Key Laboratory of Explosion Science and Technology, Beijing Institute of Technology,Beijing 100081, China)

Received:2013-09-23 Revised:2013-09-23 Online:2014-09-05
Contact: CHEN Jia-chen E-mail:chenjiachen199109@163.com

摘要/Abstract

摘要： 固体与液体混合燃料通过爆炸驱动形成燃料空气炸药云团，其爆轰威力在很大程度上取决于云团的状态，云团分布是云爆装置设计的基础。通过数值模拟，研究了固体与液体混合燃料抛撒过程，在Fluent软件的基础上探索了固体与液体混合燃料抛散的数值模拟方法。计算得到的燃料抛撒随时间和空间的扩散过程，其中径向速度、云团范围和湍流过程与实验结果相吻合。研究结果表明，文中建立的数值模型和计算方法能够较好地模拟固体与液体混合燃料的云雾抛散过程，为云爆装置优化设计提供了基础数据。

关键词: 兵器科学与技术, 燃料空气炸药, 抛撒, 数值模拟, 径向速度

Abstract: The solid-liquid mixed fuel explodes to form a fuel air cloud. The detonation strength depends largely on the air cloud state. The cloud distribution is the base of the design of cloud detonation devices. The dispersal process of solid-liquid mixed fuel is investigated by numerical simulation, and a numerical simulation method of solid-liquid mixed fuel is explored. The diffusion process of fuel dispersal in space and time are obtained. The radial dispersal velocity, cloud range and turbulent diffusion process in simulation agree well with the experimental results. The results show that the numerical model established in this study can simulate the dispersal process of the solid-liquid mixed fuel, which opens a new way of research for the optimal design of FAE devices.

Key words: ordnance science and technology, fuel air explosive, dispersal, numerical simulation, radial velocity

中图分类号:

X932

陈嘉琛，张奇，马秋菊，黄莹，刘雪岭，沈世磊，李栋. 固体与液体混合燃料抛撒过程数值模拟[J]. 兵工学报, 2014, 35(7): 972-976.

CHEN Jia-chen， ZHANG Qi， MA Qiu-ju， HUANG Ying， LIU Xue-ling， SHEN Shi-lei， LI Dong. Numerical Simulation of Dispersal Process of Solid-liquid Mixed Fuel[J]. Acta Armamentarii, 2014, 35(7): 972-976.

参考文献

［1］ Zhang Q, Wei K Z, Luo A M,et al. Numerical simulation on dispersal character of fuel by central HE[J]. Defence Science Journal, 2007, 57(4): 425-433.
[2] 张奇, 覃彬, 白春华, 等. 中心装药对FAE燃料成雾特性影响的试验分析[J]. 含能材料, 2007, 10(5): 447-450.
ZHANG Qi, QIN Bin, BAI Chun-hua, et al. Effect of total energy of center explosive charge on fuel dispersal characteristic feature[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2007, 10(5): 447- 450. (in Chinese)
[3] Zhang Q, Lin D C, Guo Y Y, et al. Effect of center high explosive in dispersion of fuel[J]. Journal of Beijing Institute of Technology: English Edition, 2004, 13(2): 174-178.
[4] 李席, 王伯良, 韩早, 等. 液固复合FAE云雾状态影响因素的试验研究[J]. 爆破器材, 2013, 42(5): 23-26.
LI Xi, WANG Bo-liang, HAN Zao, et al. Expermental study on influencing factors of the cloud status of liquid-solid fuel air explosive[J]. Explosive Materials, 2013, 42(5): 23-26. (in Chinese)
[5] 丁珏, 刘家骢. 液体燃料爆炸抛撒和FAE形成过程的数值模拟[J]. 南京理工大学学报, 2000, 24(2): 168-171.
DING Jue, LIU Jia-cong. Numerical simulation on the process of explosive dispersal for forming FAE cloud[J]. Journal of Nanjing University of Science and Technology, 2000, 24(2): 168-171. (in Chinese)
[6] 薛社生, 刘家骢, 秦承森, 等. 燃料爆炸抛撒成雾的实验与数值研究[J]. 爆炸与冲击, 2001, 21(4): 272-276.
XUE She-sheng, LIU Jia-cong, QIN Cheng-sen, et al.. Experimental and numerical investigation on explosive dispersal and cloud forming[J]. Explosion and Shock Waves, 2001, 21(4): 272-276.(in Chinese)
[7] 闫华, 张奇, 白春华. 发射过载条件下燃料应力状态的数值计算[J]. 兵工学报, 2005, 26(5): 609-614.
YAN Hua, ZHANG Qi, BAI Chun-hua. Numerical simulation for stress in fuel under launching over loading[J]. Acta Armamentarii, 2005, 26(5): 609-614.(in Chinese)
[8] 王福军. 计算流体动力学分析[M]. 北京: 清华大学出版社, 2004.
WANG Fu-jun.Computational fluid dynamics analysis[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2004.(in Chinese)
[9] Fluent Incorporated. Fluent 6.3 user’s guide[M]. Cavendish: Fluent Incorporated, 2006.
[10] Versteeg H K, Malalasekera W. An introduction to computational fluid dynamaics:the finite volume method[M].New York: Wiley, 1995.

[1]	吕代龙，陈少松，徐一航，邱佳伟. 近距耦合鸭式布局导弹气动特性[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1316-1325.
[2]	徐干成，袁伟泽，陈林恒，李成学，颉旭虎，聂梦琪. NFB700高强钢板抗震塌性能[J]. 兵工学报, 2022, 43(2): 391-400.
[3]	路宽，饶翔，王花梅，张倩. 不同形式锚泊系统对海洋资料浮标水动力性能的影响[J]. 兵工学报, 2022, 43(1): 120-130.
[4]	程申申，陶如意，王浩，薛绍，林庆育. 弹丸不同结构尼龙弹带挤进过程的阻力特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(9): 1847-1857.
[5]	王丹宇，南风强，廖昕，肖忠良，堵平，王彬彬. 考虑化学反应的大口径火炮炮口流场特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(8): 1624-1630.
[6]	檀妹静，杨光，李宇，周禹，曹占伟，闫昊，檀姊静. 整流帽布局对全动舵附近流动结构及热环境分布规律的影响[J]. 兵工学报, 2021, 42(8): 1648-1659.
[7]	程远胜，谢杰克，李哲，刘均，张攀. 冲击波和破片群联合作用下高强聚乙烯/泡沫铝夹芯复合结构毁伤响应特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(8): 1753-1762.
[8]	刘清扬，雷娟棉. 跨速域大后掠角近距耦合翼气动干扰特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(7): 1412-1423.
[9]	杜华池，张先锋，刘闯，熊玮，李鹏程，陈海华. 弹体斜侵彻多层间隔钢靶的弹道特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(6): 1204-1214.
[10]	王孟鑫，陈睿颖，王金相. 破片与冲击波联合作用下多孔泡沫铝夹芯复合材料板的防护性能[J]. 兵工学报, 2021, 42(5): 1041-1052.
[11]	佟鼎，田红艳，刘欣源，刘烨，高超，李欣. 进气弯管对离心压气机特性影响及弯管结构优化[J]. 兵工学报, 2021, 42(4): 706-714.
[12]	姜冬冬，薛晓春. 整装式液体发射药燃烧推进过程的内弹道特性[J]. 兵工学报, 2021, 42(4): 755-763.
[13]	郭登刚, 周强, 刘睿, 陈鹏万. 铝-镁-铝轻质金属层状复合靶抗弹性能[J]. 兵工学报, 2021, 42(3): 598-606.
[14]	孙晓旺，张进成，彭兵，章金坤，王显会. 军用车辆底部爆炸冲击下载员下肢保护装置设计与优化[J]. 兵工学报, 2021, 42(12): 2555-2564.
[15]	彭嘉诚, 蒋建伟, 廖伟, 卢易浩. 火箭发动机与尾翼座共用尾翼结构在高膛压火炮膛内间隙影响因素[J]. 兵工学报, 2021, 42(12): 2586-2596.

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Numerical Simulation of Dispersal Process of Solid-liquid Mixed Fuel

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