1-30 散心爆轰波绕射传播的二维数值模拟

刘尔岩 王元书

　　由于对应波阵面曲率的几何源项在化学反应区内与能量释放源项的相互作用, 散心爆轰波的稳定传播速度D > Dj,致使波阵面上的物理量皆低于CJ状态值,称之为曲率效应。

　　为使爆轰产物中的反射激波不被数值弥散,初始网格不能太大(如应用自适应网格,在爆轰产物连续区内,网格可以加大)根据Bdzil判据(p =w /L<<1/1000),对敏感炸药可以应用CJ模型。应用d 起爆函数计算了具有Fe内、外惰层的球壳装药的一点起爆装置。球壳装药的内、外半径为7.2cm及9.1cm, 装药内、外各有5mm厚Fe惰层。装药的化学反应区及爆轰产物的状态方程皆取为多方形式：Dj=8.712km/s, r 0=1.845g/cm3，g = 2.99。

　　对散心爆轰波的长程绕射这一问题应用EPIC2D程序进行了计算，计算结果很好地符合于实验。除起爆点附近(由于起爆器与外惰层Fe相互作用)以外，从绕射角0° ~ 180° , 计算结果与炸药内、外界面爆轰波走时的各点测试结果相差皆在0.2ms之内，图1为一点起爆球壳装药应用δ起爆函数计算的炸药内、外界面爆轰波走时与实验值之差随绕射角度q的变化。多维爆轰系统中,边界条件直接影响爆轰波的传播, Program Burn反应率假定了爆速为常数,边界条件的影响未能体现在爆轰波的传播计算中, 这是Program Burn不能很好地模拟多维效应的原因, 应用Program Burn计算前述模型(其它条件不变), 其计算结果与实验之差明显地加大。

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 图 1 炸药内、外界面爆轰波走时与绕射角θ的变化 　　　　　　 图 2 应用Program Burn实验值之差随θ的变化

表1 球面爆轰波阵面上压力值随空间步长Δr的变化

r/ mm

4.00

3.00

2.00

1.00

0.50

0.25

p(k)/GPa

26.81

28.46

29.78

31.86

32.77

33.61

pj- p(k)/pj

24%

19%

15%

9%

7%

4%

　　对比图1，图2给出一点起爆球壳装药应用Program Burn实验值之差随绕射角度q 的变化。JB02装药pj=35.1GPa。图1、图2中，虚、实线分别为内、外界面走时的计算值与实验值之差。

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