Modélisation dynamique et simulation de la diffusion du nuage de bandes métalliques

WU Yanjiang ,  

XU Jinxiang ,  

SHI Xiaolong ,  

GAO Mingze ,  

LUO Jingnan ,  

CHEN Huimin ,  

摘要

Face au problème de l'insuffisance de précision du modèle de diffusion dynamique du nuage de bandes métalliques formé après l'explosion, une étude complète de la modélisation dynamique et des caractéristiques du nuage a été menée. Un modèle de distribution de vitesse de type conique basé sur la méthode des particules lagrangiennes a été établi, avec la construction d'un système d'équations dynamiques couplées de translation-rotation pour une seule bande métallique, intégrant quantitativement l'effet combiné de la gravité, de la résistance aérodynamique, du moment aérodynamique, du cisaillement du vent et de la turbulence à petite échelle sur le mouvement du nuage. Le modèle de distribution de vitesse de type conique a été utilisé pour attribuer aléatoirement l'état initial des particules discrètes. Basé sur les données d'essais statiques d'explosion de bandes métalliques collectées via une plateforme combinée lidar et caméra, une validation complète du modèle a été réalisée. Les résultats montrent que sous une hauteur d'explosion de 10 m, le nuage de bandes métalliques se forme rapidement en une distribution non homogène de type conique en 0,8 s, avec une surface de diffusion axiale atteignant rapidement 27,8 m² ; durant la phase de sédimentation, la dimension verticale du nuage augmente avec le temps, la hauteur centrale diminue avec la durée de diffusion, et après 10 s, le taux de chute des bandes dépasse 95 % ; l'intensité du cisaillement du vent est positivement corrélée au taux d'augmentation de l'angle d'inclinaison du nuage. Les résultats de simulation concordent avec les données expérimentales en termes de temps de formation, d'étendue de diffusion et d'évolution morphologique, confirmant la précision du modèle. Cette étude peut fournir un support théorique pour l'évaluation de l'efficacité d'interférence des bandes métalliques et la conception anti-interférence des fusées laser.

关键词

Nuage de bandes métalliques ; diffusion dynamique ; méthode des particules lagrangiennes ; distribution de vitesse conique ; modélisation aérodynamique

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