基于修正SPH 方法的爆轰波绕射传播的数值模拟
周建辉,孙新利,高巍然,韩亚伟,聂 虎
(第二炮兵工程学院,陕西西安710025)
摘 要:为研究内置金属球体的球壳装药在一点起爆情况下的非理想爆轰波的传播行为,基于修正的光滑粒子流体动力学(SP H)方法进行绕射爆轰波传播的数值模拟,并应用一种工程上简便的近似计算方法对该球壳装药模型的爆轰波传播时间进行计算。结果表明,数值模拟的特征爆轰时间与理论计算结果非常吻合,验证了修正SPH 方法在爆炸数值模拟领域的可行性。
关键词:爆炸物理学;修正SP H 方法;爆轰波;绕射传播;数值模拟
中图分类号:T J55;O 382 文献标志码:A 文章编号:1007-7812(2009)01-0066-04
Numerical Simulation of the Diffraction Detonation Wave
Based on the Modified SPH Method
Z HO U Jian-hui,SU N X in-li,GA O Wei-r an,HA N Y a-w ei,N IE Hu (T he Seco nd A r tiller y Eng ineering Institute ,Xi ′an 710025,China )
Abstract :
T o investigate the non -ideal pro pag atio n of det onatio n w av es in t he spherical shell of the charg e
containing a m et al spherical bo dy ,based on t he modified SP H method,a simulat ion o f detonation w aves ′pro pag atio n is figur ed out,and a simple eng ineering a ppro x imate calcula tio n method is given t o co mput e the pro pag atio n time o f w aves in t he metallic spher ical shell of charg e .T he results sho w that the char acter istic
det onatio n time obta ined by simulatio n is co nsist ent gr eatly with that obtained by theo ry analysis ,indicating the modified SP H met ho d is feasible and rational for explosio n numer ical simulation.
Key words :ex plo sion phy sics;the modified SPH method;detonation wav e;diffr act ion pro pag ation;numerical simula tio n
引 言
爆轰波的绕射是非常复杂的过程,但是由于炸药爆轰波通过实验观察比较困难,因此用实验方法研究爆轰波的绕射现象比较少。文尚刚[1]
基于广义几何光学模型计算了爆轰波在圆弧片炸药JB9014中的传播,计算结果与实验吻合较好。方青等[2]给出的一种半经验半理论估计方法可以较好地计算炸药球壳中长程绕射爆轰波的非理想传播过程。
随着计算机技术的发展,仿真技术得到了广泛应用。光滑粒子流体动力学(SPH )方法[3]是一种无网格粒子方法,由于计算时无须网格,所以能够有效地解决大变形问题。该算法最早是由Lucy [4]提出并应用于天体物理学,后来被广泛应用于力学研究的
各个领域。Sw egle [5]
首先用SPH 方法模拟爆炸问题;Liu [6-7]等应用SPH 方法模拟了聚能装药的爆轰过程,并对高能装药的形状做了进一步分析。强洪夫[8]等基于改进的SPH 方法进行了聚能射流的数值模拟,得到的结果比传统的算法要好。
本研究利用工程上一种简便的估算方法计算了内置金属球体的金属球壳装药在一点起爆时爆轰波绕射传播的时间,并基于修正SPH 方法进行了数值模拟,进而研究一点起爆的球壳装药的传播行为。
1 绕射爆轰波时间计算
对于内置金属球体的球壳装药(如图1所示),假设在爆轰波的绕射区,爆轰波从炸药内球面的各个点分别沿切线方向向外传播,将绕射爆轰波阵面
收稿日期:2008-09-24; 修回日期:2008-12-02
作者简介:周建辉(1984-),男,硕士研究生,从事导弹战斗部可靠性及毁伤效应研究。
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火炸药学报
Chinese Journal of Explosives &Propellants
第32卷第1期2009年2月
看成是一系列不同曲率半径的柱面发散爆轰波阵面的组合,波速和波阵面的曲率半径有如下关系:
D =D J (1-A /2R )
(1)
式中:D J 为炸药的C-J 爆速,km/s;A 为炸药的非理想爆轰参数,m ;R 为柱面波沿圆周方向的曲率半径,m
。
图1 炸药球壳中绕射爆轰波传播过程示意图Fig .1 Schematic map of diffr actio n pr opag atio n pr o -ess of detonation w aves in the spher ical shell of ex plo sive
实验表明[2]
,在相当大的角度范围内,爆轰波沿炸药球壳内表面以不变的速度绕射传播。假定炸药球壳中的爆轰波从球壳内表面沿切线方向以不同的
速度向外传播,但并不知道爆轰波的曲率半径,引入一个经验参数L 0,取R =L +L 0,将(1)式改写为:
D L =D J [1-A /2(L +L 0)]
(2)
式中:L 为波阵面上的点到炸药球壳内表面切线的长度,m ;L 0为经验参数,取L 0=K R 0,实验测量[2]得到K =0.084,R 0为炸药球壳内表面的曲率半径,m 。
由(2)式可以得到炸药球壳内部沿切线传播的时间t L 为:
t L =
∫
L
d L D L =L D J +A 2D J ln(L +L 0-A /2
L 0-A /2
)(3)
炸药球壳中沿内表面传播的绕射爆轰波阵面近似以恒定的角速度d H /d t 沿圆周方向向前推进,则沿炸药球壳内表面的传播时间t H 为:
t H =R 0(H -H A )/[D J (1-A /2L 0)]
(4)
式中:t H 为爆轰波从A 点(绕射区起点)沿炸药球壳内表面到切点B 的传播时间;H A 为绕射区起始点A 点所对应的角度,rad;H 为切点B 所对应的角度,rad 。
而爆轰波从起爆点P 到绕射区的起始点A 的这段距离的传播时间t CJ 为:
t CJ =?P A ?/D J
(5)
具体的几何参数如图1所示。实验表明[2],在H <170°的绕射区,上述计算公式可以很好地描述实验结果,表明在此范围内,爆轰波没有出现明显的
会聚效应;当爆轰波越过该区域,出现明显的会聚效应,基于发散爆轰波传播理论的上述公式不再适用。
在170° t ag 为: t ag =(R 1-R 2)/D J +K ′2R 1/2D J (R 2/R 1-ln(R 1/R 2)-4R 2/R 1+3)(6) 式中:K ′=C /(C +1)。 因此,球壳装药在一点引爆(起爆点为P )的情况下,爆轰波从P 点开始传播,绕射传播到球壳装药的另一侧E 点的总时间T 为: T =t CJ +t H +t L +t ag (7) 通过数学推导处理,可以得到炸药球壳中绕射 爆轰波的波形H R 为: H R =H 0+ar cco s R 0R -(1-A 2L 0) )? [(R R 0)2-1]1/2 +A 2R 0ln[(R 2 -R 20)1/2 +L 0-A /2L 0-A /2 ](8) 式中:H R 为绕射爆轰波阵面考察点D (在极坐标中)所对应的角度,rad;R 为绕射爆轰波阵面考察点D (在极坐标中)所对应的半径,m ;R 0为炸药球壳内表面半径,m ;H 0为R =R 0时(即点C 所对应)的角度,rad 。 对于HMX,其初始密度Q 0=1860kg /m 3 ,爆速D CJ =8860km /s,爆压p CJ = 3.5×1012Pa,绝热指数C = 3.0。通过计算得到爆轰波抵达金属球壳的时间为9.46L s,到达“三点钟”方向的时间为24.91L s,爆轰波沿球壳装药绕射完毕的时间为42.82L s 。 2 基于SPH 方法的数值模拟 2.1 SPH 方法 在SPH 方法中,通过对问题域的粒子离散来求 解系统的状态,对于系统中物理量f (r )及其导数¨?f (r )的SPH 形式为: 〈(f (r i )〉= ∑j m j Q j f (r j )W ij (9)〈(¨?f (r i )〉= ∑j m j Q j f (r j ) ?¨i W ij (10) 式中:m ,Q ,r 分别表示粒子的质量,密度和位置矢量;W ij =W (r i -r j ,h )为核函数;h 为光滑长度,通常选用三次样条核函数[10]。 针对高能炸药爆炸过程中密度梯度较大的情况,传统SPH 方法在间断面处存在计算不稳定的问题,本研究采用Fr ank Ott 和Erik Schnetter [11] 提出 67 第32卷第1期周建辉,孙新利,高巍然,等:基于修正SPH 方法的爆轰波绕射传播的数值模拟 的修正SPH 方程组,方程组如下: d Q i d t =m i ∑j v ij ?¨i W ij (11) d v i d t =-∑j m j P j Q i Q j +P i Q i Q j +∏ij ¨i W ij (12) d u i d t =12∑j m j P i Q i Q j +P j Q i Q j +∏ij v ij ?¨i W ij (13) 式中:¨i W ij 为核函数的空间导数;∏ij 为人工黏度[11];v ij =v i -v j 。该修正方法用粒子数密度而不是质量密度来进行计算,这种插值对计算质量变化大的粒子相互作用具有很好的效果,是目前商业软件所不具备的。2.2 物理模型 炸药采用点起爆方式,起爆点为(0,0.2),炸药球外表面定义为刚性壁面约束,各部分粒子数配置从外到里逐渐加密,其中炸药为8100个粒子,金属球壳900个粒子,金属球体2148个粒子。 光滑长度取1倍的粒子间距,时间积分采用蛙跳格式,其时间步长为0.5L s 。其截面如图2所示 [12] 。 图2 炸药球壳的物理模型 Fig.2 P hy sical m odel o f the spher ical shell o f explosiv e 2.3 材料状态方程 炸药材料为HM X,状态方程为JW L 方程,各部分材料及状态方程如下: P (e ,V )=A 1-w R 1?V exp(-R 1?V )+ B 1-w R 2?V exp(-R 2?V )+w Q 0e 0V (14) 式中:Q 0为炸药的初始密度,Q 0=1860kg/m 3 ;e 0为炸药的爆轰能量,e 0=4290kJ/kg ;V 为相对体积,V =Q 0/Q ;其余参数A =859Pa,B = 3.231GPa,R 1=4.60,R 2= 1.10,w =-0.35。 金属球壳的材料为紫铜,状态方程为M ie-Gr neisen 方程: p (Q ,e )=1-12 #G p H (Q )+#Q e (15) 式中: 1;a 0=Q 0C 2 S ;b 0=a 0[1+2(S S -1)],c 0=a 0[2(S S -1)+3(S S -1)2 ];Q 0=8530kg /m 3 ;#= 1.99,C S =3940;S S = 1.489;p H = a 0G + b 0G 2 +c 0G 3 , G >0; a 0G ,G <0 。 2.4 爆轰波绕射的数值模拟图3为炸药一点起爆爆轰波绕射的数值模拟 结果。 图3 炸药球壳一点起爆爆轰波绕射传播的数值模拟结果Fig .3 N umerical simulatio n o f the diffraction detonation w ave o f dy namite -ball exploding at one point 从图3可以看出,当t =9.5L s 时点起爆的爆轰波到达金属球壳表面,并且对金属介质进行压缩推动;当t =25.0L s 时,爆轰波到达“三点钟”方向;当t =43.0L s 爆轰波绕射传播结束,即左右两侧的爆轰波发生碰撞。数值模拟的计算结果与理论计算非常吻合,具体的传播效果和对金属球壳的压缩推动过程如图4和图5所示。 图4 爆轰波绕射传播的波形图 F ig.4 Oscillo g ram o f the diffraction det onatio n wav e 68 火炸药学报第32卷第1期 图5 金属介质的压缩过程图 F ig.5 Compressio n pr ocess figur e of the met al medium 图4详细地再现了球壳装药在点起爆情况下的爆轰波传播行为,其结果和理论分析基本吻合。图5则比较真实地反应了非理想球面爆轰波对金属球壳的压缩推动过程,当t =9.5L s 时,金属球壳开始运动;当t =25.0L s 时,模型中“三点钟”和“九点钟”方向上的金属球壳开始被爆轰波压缩;当t =50.0L s 左右,金属球壳模型的“三点钟”、“九点钟”和“六点钟”方向会出现类似聚能射流的高速粒子现象,见图6 。 图6 金属球壳高速粒子所在位置 Fig.6 T he positio ns o f the high-speed par ticles in spher ical shell 高速粒子及其附近粒子的速度值见表1。从表1可以看到,第8753号、8960号和第9048号3个粒子的速度明显高于其附近粒子的速度值。这些高速粒子具有很高的能量,会强烈挤压金属球体,使其压强、密度、温度都急剧升高。 表1 高速粒子及其附近粒子的速度T able 1 V elocity of t he high-speed par ticles a nd those near by 粒子序号 粒子速度/(m ?s -1) 8752642.8687537278.668754634.758959308.5289608777.088961200.489047746.4590486943.849049 851.56 3 结 论 (1)基于Ott -Schnetter 提出的修正SPH 方程模拟了球壳装药在一点起爆时爆轰波传播发展的整个过程,结果表明,这一修正能有效避免传统SPH 方法在处理大密度间断面时计算不稳定的情况,计算结果与物理现象和规律相一致,而且与理论结果 非常吻合。表明该方法可用于各种形式的爆炸问题模拟研究和应用。 (2)基于无网格粒子的数值解能够重现非理想爆轰波的传播行为过程及对金属球壳的压缩过程,能够更深层次地了解非理想爆轰波的性质和状态,而且提供了具有比传统解析解更直观和全面的信息。 参考文献: [1] 文尚刚.三维爆轰波传播的L S 方法研究[D ].绵阳: 中国工程物理研究院,2001. [2] 方青,卫玉章,赵玉华,等.炸药球壳中长程绕射爆 轰波的传播行为[J].高压物理学报,2000,14(1):1-5.FA N G Qing ,WEI Yu-zhang ,ZHA O Y u-hua ,et al.T he long distance pr opag atio n of deto na tio n wav es in the spherical shell charg e [J ].Chinese Jo urnal o f High Pr essur e Physics ,2000,14(1):1-5. [3] L iu G R,L iu M B.光滑粒子流体动力学——一种无 网格粒子法[M ].韩旭,杨刚,强洪夫,译.长沙:湖南大学出版社,2005.L iu G R , L iu M B .Smoo thed P article Hydro - dynamics:A M eshfr ee Par ticle M et ho d [M ]. Changsha:Hunan U niver sity Pr ess,2005. [4] L ucy L B.A numerical appro ach to t he t est ing o f the fissio n hypothesis [J ].A str onom ical Jo urnal ,1977,12:1013-1024. [5] Sw egle J W,A tta way S W.On the feasibilit y of using smoo thed par ticle hydro dy nam ics for underw ater ex plosion calculations[J].Computational M echanics, 1995,17:151-168. 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R epo rts o n Pr og ress in Phy sics,2005,68:1703-1759. [11]O tt F,Schnetter E.A modified SP H appr oach for fluids with la rg e density differ ences[J].P hy sics. 0303112:1-11. [12]王少龙,罗相杰.核武器原理与发展[M].北京:兵器 工业出版社,2005. 73 第32卷第1期金建平,席 伟,王 勇:单质炸药生产线的模块化设计 基桩声波透射法检测的波形分析探讨 张宏（长沙理工大学） 陈彦平（广州润索工程检测技术研究有限公司） 摘要本文从直达波、绕射波、折射波和反射波单一波形在基桩中传播规律的分析，探讨波形畸变及频谱变化与桩身混凝土缺陷的相关关系，认为掌握波形畸变及频谱变化的规律，不但能有效提高基桩声波透射法检测判定水平、而且能对透测盲区的混凝土质量进行初步评价。 关键词：基桩 声波透射法 检测 波形分析 换能器 基桩声波透射法检测采用的振源,是一种轴向有限长度、单一主频的柱面波,超声波在混凝土中的传播规律服从弹性波的持性,由直达波、绕射波、折射波和反射波构成。波形分析的基本物理量有：1.直达波到达时（波速）；2.波幅(或衰减)；3.接收信号频率变化；4.接收波形畸变。我们认为波速只反映透测中线为对象的混凝土性质，而波形和频谱变化不但反映透测对象的混凝土状态，而且也反映构件边界面及透测范围以外混凝土的状态。但由于以往换能器激振信号的余振周期太长，覆盖了绕射波、折射波、反射波的时程，使波形迭加后变化复杂，不易解读。所以基桩声波透射法检测判定，一般采用了声时和首波波幅两个参数，普遍对波形变化的分析不够深入。 下面从单一波形在基桩中的传播规律分析入手，探讨波形畸变及频谱变化与混凝土缺陷的关系。 一、直达波的形态和形式 1.发射换能器激振性能决定直达波的形态 不同的换能器由于采用的结构形式、材料等不同，激振机理也有所不同，所以有不同的发射主频、发射强度和余振长度，如下四种换能器在清水中透测的接收波形（直达波）就明显不同： (1).平面换能器，主频50kHz，首波比较低，余振长度20周期以上，见照片1。 (2).一种管环状径向换能器，主频60kHz，首波比较低，余振长度14周期以上，见照片2。 (3).一种增压式径向换能器，主频36kHz，余振长度7周期以上，见照片3。 2010年2月第31卷 第1期 推 进 技 术 J OURNAL OF PRO PUL SI ON TECHNOLOGY Feb 12010 V ol 131 No 11 旋转爆轰的三维数值模拟 * 归明月,范宝春,张旭东,潘振华,姜孝海 (南京理工大学瞬态物理实验室,江苏南京210094) 摘 要:旋转爆轰利用爆轰波在燃烧室的供气端传播,而爆轰产物从另一端排出。为了揭示其宏观特性,采用带化学反应的三维Euler 方程,在贴体坐标系中,利用带限制函数的波传播算法,对圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值研究,讨论了爆轰传播过程中的波系结构。数值结果表明,即使仅在燃烧室内壁面的部分区域充入可燃气,爆轰波也能够以旋转方式在该区域稳定传播。 关键词:旋转爆轰;数值仿真;激波 中图分类号:O 382;V 235122 文献标识码:A 文章编号: 1001-4055(2010)01-0082-05 * 收稿日期: 2008-12-03;修订日期:2009-06-04。 基金项目:国家自然科学基金(10872096)。 作者简介:归明月(1977)),男,博士,研究领域为燃烧、爆轰等方面。E -m ai:l gu i m i ngyue @yahoo .co https://www.doczj.com/doc/1010755494.html, Three -di m ensional si m ul ation of conti nuous spin det onation GU IM i n g -yue ,FAN Bao -chun ,Z HANG Xu -dong ,PAN Zhen -hua ,JI A NG X iao -hai (Lab .o f T ransient Phy si cs ,N anji ng U n i v .of Science and T echno logy ,N anji ng 210094,Ch i na) Abstrac t :The de tonation w ave propagates a t the c l o sed one end of t he annua l co m bustor and t he de t onati on product is e -jected a t the opened one end i n continuous spi n detonation .In order to study the m acro -charac ter ,based on the three -d i m en -s i ona l Euler equati ons coup li ng w ith che m ical reacti ons ,the phenom ena o f the conti nuous sp i n de t onati on i n an annular com -bustor were nu m er ica lly stud ied by using wave propaga ti on a l go rith m w ith li m ite r i n the body -fitted coord i nate system .The w ave structure i n t he fl ow fi e l d w as discussed acco rding to the calculated resu lts .Even the combustor are pa rtia lly filled w it h the combusti b l e gas ,t he rotating detona ti on w ave can propaga te stead il y in the layer o f prem ixed gas . K ey word s : C onti nuous sp i n detonation ;N u m er ica l si m ulati on ;Shock w av e 1 引 言 与普通燃烧不同,爆轰是一种由激波诱导的,在 高温高压下进行的燃烧,具有数千米/秒的传播速度,故具有更高的燃烧效率、更少的污染和更宽广的飞行马赫数的适用范围。由于现代飞行,特别是近空间飞行的需要,以爆轰为能量释放方式的爆轰发动机引起了人们的关注。 由于爆轰具有/稍纵即逝0的特点,故爆轰发动机的首要问题是如何使爆轰波长期停留在燃烧室中。目前,有三种方式可以达到这一目的。第一种是让爆轰以脉冲的方式和极高的频率,在燃烧室中重复出现,即在燃烧室内实现周期性的充气、点火、爆轰、排气和再充气再点火的循环过程,称此为脉冲爆轰发动机(Pu lse Detonati o n Eng i n e ,简称PDE ) [1] 。第二种是 让爆轰驻定在燃烧室内,即使爆轰相对于燃烧室处于 静止状态,称此为驻定爆轰发动机(Ob li q ue Detona -tion W ave Eng ine ,简称OD W E )。第三种是利用爆轰波在燃烧室的供气端连续旋转,而爆轰产物从另一开口端被高速甩出进而产生推力,称此为旋转爆轰发动机(Conti n uous Sp i n Detonation Eng i n e ,简称CSDE )。其工作原理是仅在燃烧室的供气端充入可燃气,而其它部分则是空气,当爆轰波在燃烧室内的供气端旋转时,爆轰产物在离心力和膨胀的作用下,离开爆轰波阵面,同时,新鲜的未燃气体及时充入,以维持爆轰波的持续旋转(见图1)。旋转爆轰发动机非常像无数多个小PDE 以极高的频率(数k H z)运行,其燃烧室内的平均压力要高于单管PDE 。 早在1959年,V oitsekhovsk ii [2] 就提出,爆轰波可 以围绕圆筒持续旋转。此后,M i k hailov [3] 分析了此类 全国2012年4月高等教育自学考试 创新思维理论与方法试题课程代码:03298 一、单项选择题（本大题共15分小题，每小题2分，共30分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.复合命题的组成部分是（） A.联言命题和选言命题 B.假言命题和负命题 C.逻辑联结词和简单命题 D.直言命题和联言命题 2.依据知识分类的标准可将创新思维方法分为（） A.立体思维方法和平面思维方法 B.纵向思维方法和水平思维方法 C.顺向思维方法和逆向思维方法 D.一般方法、特殊方法和专门方法 3.爱因斯坦的相对论对牛顿物理学的超越是一种（） A.意志超越 B.自身超越 C.逻辑超越 D.前提超越 4.形成假说的常规步骤中，第一个步骤是（） A.设定初步假说 B.认定问题 C.运用推理 D.搜集事实 5.“逻辑思维方法”与“超逻辑思维方法”这两个概念外延间的关系是（） A.全同关系 B.真包含于关系 C.交叉关系 D.全异关系 6.“哈桑借据”的故事体现的是一种（） A.实践能力 B.思辨能力 C.学习能力 D.想象能力 7.“头脑风暴法”的创始人是（） A.戈登 B.吉尔福特 C.奥斯本 D.帕尼斯 8.没有固定的答案且答案数量一般是无限的问题是（） A.开放性问题 B.封闭性问题 C.认知性问题 D.评价性问题 9.以抽象主题寻求卓越设想为特征的头脑风暴法变式是（） A.戈登法 B.七乘七法 C.逆头脑风暴法 D.特性列举法 10.人们利用头脑中的具体形象来解决问题的思维是（） A.收敛性思维 B.形象性思维 C.集中性思维 D.抽象性思维 11.下列属于发散性思维方法的是（） A.删繁就简法 B.提问法 C.集中法 D.相关联想法 12.归纳方法和类比方法类似于心理学中的（） A.想象思维 B.直觉思维 C.发散性思维 D.收敛性思维 13.人们对鲁迅的作品和金庸的作品有完全不同的看法。这属于（） A.价值问题 B.识记问题 C.科学问题 D.语言问题 14.想象是直觉和灵感产生的（） A.生理条件 B.心理条件 C.客观条件 D.物理条件 15.“智商临界说”认为，在一定的智商等级中，一个人的智商和他的创新能力的关系是（） Imaging the earth using seismic di?ractions Rongfeng Zhang Abstract Di?ractions in seismic data indicate discontinuities of the subsurface,although they are often obscured by and di?cult to separate from the more prominent re?ection events.A seismic section containing only di?ractions could therefore be of great signi?- cance for the interpretation of seismic data.Here,some techniques such as dip?ltering and Radon transform are adapted and used to extract di?ractions from prestack seis- mic data.Final di?raction stack sections will be shown and possible applications are discussed.Both synthetic model examples and a real and complicated data set example are illustrated.We also show that not only can the identi?cation of the discontinuities in structure be enhanced,but,also,the resolution may be dramatically improved in contrast to the traditional de?nition of resolution in seismology. 1Introduction Small and complex structure imaging is now gaining interest and stead in both academic and industry applications.Tremendous development and progress of relevant techniques such as prestack depth migration(PSDM),super-computer modeling and lithology inversion has, as a consequence,resulted.In spite of this progress,it appears that seismic di?ractions, although essential for a good imaging,are rarely separately taken into account,especially in oil and gas exploration.In fact,di?ractions are sometimes even considered as noise as, for example,in ground penetrating radar(GPR).As we will see later on,except for PSDM, conventional data processing largely favours re?ections over di?ractions.In other words, re?ections,already strong,are enhanced even more than di?ractions during the processing. This re?ection-centered methodology tends to distort the weak di?ractions during processing. Only when re?ections are removed therefore,or at least attenuated,can the potentially unique value of di?ractions be revealed following di?raction speci?c processing. Actually,as early as1952,Krey[5]considered applications involving di?ractions.Harris et al.[1]in1996,Landa et al.[6]in1998and Khaidukov et al.[3]in2003used di?ractions 10 1. 使用STC算子方法重新思考问题时，物体的（）方面不在考虑范围内。(单选 B资源 2. （）是指用富氧化的空气代替普通的空气，用纯氧代替富氧化的空气。(单选 B强氧化剂原理 3. 为了解决技术矛盾，TRIZ理论总结了（）个通用工程参数对技术的性能进行标准化描述。(单选) C39 4. 实现分解混合物的功能，其功能代码是（）。(单选) DF10 5. 茨维基把形态分析法的步骤分为（1234 ）。(多选) A明确所要解决的问题，并加以解释 B建立一个包含所有基本组成部分的多维矩阵 C检查这个矩阵中所有的总方案是否可行 D对各个可行的总方案进行比较，从中选出一个最佳的总方案 6. 使用强氧化剂原理的具体措施包括（123 ）。(多选) A用富氧空气代替普通空气 B用纯氧替换富氧空气 C用电离射线处理空气或氧气 7. 使用预先作用原理的具体措施包括（）。 C预先对物体进行特殊安排，使其在时间上有准备或已处于易操作的位置 D在操作开始前，使物体局部或全部产生所需的变化 8. 技术发明对人类进步和社会发展起着巨大的推动作用。(判断) 正确 9. 任何技术系统，在其生命周期之中，是沿着提高其理想度向最理想系统的方向进化的，提高理想度法则代表着所有技术系统进化法则的最终方向。(判断) 正确 10. 预先作用原理是指如果采取的某一项措施会产生好的影响和不好的影响，那么这个措施就应该被反措施或预应对措施所代替，以控制其不好的影响。(判断错误 11. 空间维数变化原理是指使一个物体或者系统产生振动。(判断)错误 技术发明的准备阶段、构思阶段、物化阶段，是整个发明过程的三个最主要的连续的环节。 收敛式发明方式包括检验表法和形态学分析法。 增加集成度在简化的路径包括增加集成度、简化路径、双系统与多系统和子系统分离。 是指如果采取的某一项措施会产生好的影响和不好的影响，那么这个措施就应该被反措施或预应对措施所代替，以控制其不好的影响。(单选) B预先反作用原理 （）是指将一个物体或者一个系统分解成可动但相互联系的几个部分。(单选 C动态特性原理 3. （）是指制作一个多孔的物体或者添加多空的元素（镶嵌件，涂料等等）。(单选 D多孔材料原理 4. （）是指从统一的事物转变为复合材料（多种材料）和系统。(单选 D复合材料原理 （）是根据自然或生物结构和功能的启发获得创新思路和方法。(单选) B仿生类比 使用反向作用原理的案例包括（123 ）。(多选) A用慢餐去代替快餐 B在家里工作而不是增加去公司路途的时间 C在大衰退时期实行扩张而不是压缩 6. 使用气压和液压结构原理的具体案例包括（234 ）。(多选) B机动车上用的液压减振器 §1.7地震波的绕射 一、广义绕射 根据惠更斯原理:当波遇到界面时，界面上的每一点均可看成新的子波源，向四面八方发射子波。在地面观测点上收到的反射波可看成这些绕射波叠加的结果。 地面 2r 地面 二、物理地震学与几何地震的关系 几何地震学认为：入射角等于反射角，当地面上一点激发时，地面上只有一点能收到界面上一点的反射。 物理地震学的绕射理论认为：地面上一点激发，地面上有多点能收到地下同一点的绕射。 二者相矛盾吗？理论和实验证明： 1．绕射体 几何上的点和线产生的绕射波在地震上观测不到。可观测到的绕射的能量对应着 地质上的绕射体，并且绕射体的线度必须与地震波的波长相当或稍大点。 2．当断块大小>>波长时几何地震学适用 当地层的长度或断块的大小比地震波的波长（70-100m ）大得多时，用物理地震学和用几何地震学效果一样，几何地震学简单方便而被采用。 3．小断块时物理地震学适用 遇上小断块时，几何地震学不能用，一定要采用物理地震学绕射的观点解决地震勘探的问题。 4．绕射范围 地下的绕射体形成的绕射波在地面上一个范围内均能收到，这个地面的范围有多大？范围大小为： 2 1)2(h x λ≈ (6.4-65) x ——地面范围。 h ——界面埋深。 λ——波长。 原因：第一种解释：克希霍夫倾斜因子K(θ)说明绕射能量在绕射点正上方最强。即绕射波的能量主要集中在绕射双曲线的顶点附近。第二种解释：从能量方面分析，绕射波的能量不可能在无限远处收到。 三、狭义绕射 地下的断点、尖灭点，超复点，不整合面上的岩性突变点等，地震波在传播过程中遇到这些不均匀体时，这些不均匀体可视为一个新震源，向四面八方发射球面子波，地震上称为狭义绕射。 地面 第一章思维与创新思维 思维：人脑的机能，是人类认知的高级阶段，是人的大脑对客观世界的的间接和概括的能动反映。 思维定义的三方面：①思维是人脑的技能②思维是人类认知的高级阶段③思维是人脑对客观世界的能动反应 作为具有能动性的思维：思维是人在提出问题、解决问题过程中的内在心理活动；思维是促成人的行动的决定因素；思维的主要特征是间接性和概括性。 思维的本质特征：间接性、概括性和内隐性 思维的功能特征：逻辑性、批判性和创新性 思维功能特征之间的关系：思维的逻辑性是基础功能，批判性是触发功能，创新性是超越功能。思维的逻辑性支持思维过程测进行。思维的批评性促成思维的发散和跳出常规。思维的创造性使我们超出常规、实现超越。 思维的分类：①形象性思维和抽象性思维②收敛性思维和发展性思维③常规性思维和创新性思维④直觉性思维和逻辑性思维 思维的历史发展线索：经历了古代思维、中世纪思维、近代思维和现代思维四个历史时期。从一般性思维到创新思维：20世纪60年代认知心理学的兴起，引发了对创造的认知基础的研究? 20世纪60年代后，创造性思维的研究成果首先应用于美国工商界?20世纪70年代后，出现了创新技巧、创新能力测量，推动了美国创造性思维教育 中国思维研究：20世纪80年代，我国学者开始关注思维，并力图建立一门跨学科的思维科学?20世纪90年代，创造性思维首先受到工商界的重视，同时，为了适应对国民和学生进行素质教育的形势，创新思维的研究和教育也受到了教育界的极大关注。 创新：创新是对既往的超越，是人类独创力、扩张力和智慧力的一种表现形式 创新的表现方式：①新产品和新服务②老产品的新用途③新的研究方法④新观念和新理论⑤纯粹的思想结晶 创新定义的四个方面：①创新是一种超越②创新是一种独创力③创新是一种扩张力④创新是一种智慧力 创新的特征：智能性、社会性、团队性 创新智能特征的2个方面：①创新是人类智能活动的产物②创新的智能性扩展了我们对创新的认知范围，让我们领悟到还可能有更为广阔的创新天地 创新社会性的三个方面：①创新是社会需求的结果，社会需求推动着创新②创新产生于人类交往活动③创新具有竞争性 创新的种类：（1）按领域分类：①科技创新②社会创新③人文创新（2）按主体分类：①个体创新②团队创新 创新思维：是一种超越性智慧，它表现为思维的跳跃，它是在人的思考中实现超越。 创新思维含义的两个方面：①创新思维寻求思维的跳跃②创新思维是一种能动思维模式的选择 创新思维的本质：创新思维的超越是无止境的，创新思维中的异质增加过程也是无止境的。人类就是在这样无止境的思维过程中不断丰富自身，完善自身。 创新思维的自身超越：创新思维首先是对自身障碍的超越，超越我们的心理障碍，超越于我们既定的思维模式。 ①超越思维的惯性②超越思维的惰性③意志的超越 创新思维的境界超越：创新思维需要对思维对象、思维对象条件有所超越。①前提超越②逻辑超越③关系超越 自考创新思维理论与方法试题2014年个人整理及答案 2.依据知识分类的标准可将创新思维方法分为（） A.立体思维方法和平面思维方法 B.纵向思维方法和水平思维方法 C.顺向思维方法和逆向思维方法 D.一般方法、特 殊方法和专门方法 3.爱因斯坦的相对论对牛顿物理学的超越是一种（） A.意志超越 B.自身超越 C.逻辑超越 D.前提超越 4.形成假说的常规步骤中，第一个步骤是（） A.设定初步假说 B.认定问题 C.运用推理 D.搜集事实 5.“逻辑思维方法”与“超逻辑思维方法”这两个概念外延间的关系是（） A.全同关系 B.真包含于关系 C.交叉关系 D.全异关系 6.“哈桑借据”的故事体现的是一种（） A.实践能力 B.思辨能力 C.学习能力 D.想象能力 7.“头脑风暴法”的创始人是（） A.戈登 B.吉尔福特 C.奥斯本 D.帕尼斯 8.没有固定的答案且答案数量一般是无限的问题是（） A.开放性问题 B.封闭性问题 C.认知性问题 D.评价性问题 9.以抽象主题寻求卓越设想为特征的头脑风暴法变式是（） A.戈登法 B.七乘七法 C.逆头脑风暴法 D.特性列举法 10.人们利用头脑中的具体形象来解决问题的思维是（） A.收敛性思维 B.形象性思维 C.集中性思维 D.抽象性思维 11.下列属于发散性思维方法的是（） A.删繁就简法 B.提问法 C.集中法 D.相关联想法 12.归纳方法和类比方法类似于心理学中的（） A.想象思维 B.直觉思维 C.发散性思维 D.收敛性思维 13.人们对鲁迅的作品和金庸的作品有完全不同的看法。这属于（） A.价值问题 B.识记问题 C.科学问题 D.语言问题 14.想象是直觉和灵感产生的（） A.生理条件 B.心理条件 C.客观条件 D.物理条件 15.“智商临界说”认为，在一定的智商等级中，一个人的智商和他的创新能力的关系是（） A.负相关 B.正相关 C.不相关 D.反比关系 二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请 将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。 16.创新的主要特征包括（） A.主观性 B.智能性 C.社会性 D.团队性 E.科学性 新技术讲座报告 《高频电磁波绕射对通信卫星地面部分站间通信的影响》 姓名翁旭 学号 151130120 摘要 摘要 地面站作为卫星通信系统的组成部分，扮演着非常重要的角色。这些地面站往往起到对卫星的控制，检测，跟踪等作用，是连接工程师与卫星的桥梁。而对于整个系统而言，各地面站之间协同工作就显得至关重要。为了让各地面站协同工作，就要先解决它们之间的通信问题。本文首先以GPS为例，讨论了卫星通信系统之间相互通信、协同工作的重要意义。 地面站之间可以通过卫星中继，基站转发，有线电缆等方式相互通信。本文主要讨论了陆地基站转发的通信方式。进一步的，本文把重点投向了地面障碍物绕射的研究。 本文首先简单介绍了与绕射相关的物理光学理论与原理，包括惠更斯—菲涅尔原理、几何绕射理论。之后本文将重点放在了对刃形障碍物绕射的基本研究上，得出了障碍物与菲涅尔区的相对位置同绕射衰减的关系。 最后，本文用一道例题简单介绍了关于绕射衰减的工程计算，并解释了工程中的近似计算的合理性。 关键词：GPS，站间通信，惠更斯—菲涅尔原理，菲涅尔区，刃形绕射 Abstract Abstract The earth station plays a very important role in the satellite communication system.They often be used to control,detect and track the satellite,like a communication bridge between operators and satellites. It is of utmost importance to the whole system that each earth station can work synergeticly.The first task we should handle to realize such goal is to solve the problem of intercommunication between stations.In the paper,we use GPS as an example to discuss the significance of the intercommunication and cooperative work of satellite communication system. The earth station can set communication to another station through satellite relay,base station relay and cable.In the paper we mainly discuss the base station relay and detailly analyse the ground obstacle diffraction. In the paper we give a review of physical optics theory with respect to diffraction,including Huygens Principle and geometrical theory of diffraction.We put focus on the study of the blade’s obstacle diffraction.And then we figure out the relationship between diffraction attenuation and relative location of obstacle in Fresnel Zone. At the end,we use an example to show how to calculate the high frequency electronmagnetic wave diffraction in engineering and the rationality of approximate calculation. Key words:GPS,end-to-end communication, Huygens Principle,Fresnel Zone, blade’s obstacle diffraction 第!"卷第#期爆炸与冲击$%&’!"，(%’# !))" !))"年*月+,-./01/(2(304/5672$+089&’， !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !文章编号："))":";<<（!))"）)#:)"=":)* 气相爆轰胞格结构和马赫反射数值模拟 张德良"，谢巍"，郭长铭!，胡湘渝" （">中国科学院力学研究所高温气体动力学开放实验室，北京")))?)； !>中国科学技术大学力学与机械工程系，安徽合肥!#))!*） 摘要：采用简化二阶段化学反应模型和改进的高精度时空守恒方法（5+@0+）对二维可燃气体33A过程和爆轰波在楔面上的马赫反射进行了数值模拟，计算和实验结果的比较令人满意。 关键词：33A过程；爆轰波；马赫反射；5+@0+方法；胞格结构 中图分类号：/#?"文献标识码：2 !引言 自然界中含能物质存在两种燃烧方式：爆燃和爆轰。爆燃是燃烧进行最快的一种特殊方式。在一定条件下，爆燃可以转变成爆轰，爆轰也可能衰减为爆燃。形成爆轰后，流场中会产生胞格结构，爆轰波在传播过程中遇到障碍物时会发生马赫反射，在马赫反射前后的胞格结构会发生明显变化，因此爆轰波胞格结构和马赫反射使流动变得十分复杂，无论是实验研究还是数值模拟都十分困难。 =)年代人们从实验中已发现了爆轰波胞格结构。长期以来，众多学者对爆轰波胞格结构和传播规律进行了研究。研究主要通过实验手段进行，已取得了一定的进展，许多问题已从实验上得到解决，但是，对爆轰波胞格结构形成的机理在认识上至今仍未取得实质性突破，至于爆轰波和障碍物相互作用的研究只是近年来才刚刚开始，目前，这一课题已引起国内外学者注意，深入的研究正在进行中。 ?)年代以来随着计算流体力学的迅猛发展，爆轰波胞格结构的数值模拟也得到了发展，可以通过各种物理和数学模型来进行。然而，关于爆轰波马赫反射的数值模拟仍处于起步阶段，目前，很少见到有关这方面的研究进展的报导。 综上所述，可以看出，关于爆轰波胞格结构和马赫反射问题，无论是实验研究还是数值模拟都有待更深入的研究。这是一个具有挑战性的课题，在工程应用和科学研究上具有很重要的价值。 带有化学反应的流动可以采用不同的数学模型来描述，作为第一步，采用简化的二阶段化学反应模型。为了提高数值模拟精度，我们采用了一种全新的时空守恒方法（5+@0+）。首先对时空守恒方法进行改进，然后用来数值模拟氢氧混合可燃气体的爆轰波胞格结构和马赫反射，计算和实验结果的比较令人满意。这一突破为以后深入研究爆轰波胞格结构和马赫反射创造了良好的基础。最后，我们对计算结果作了初步分析，得到一些有用的结论。 "物理问题与数学模型 如图"所示，考虑一管状容器，内部充满着静态的可燃气体混合物，当在管状容器的左端点火后，可燃气体被点燃，并形成一燃烧波。当燃烧波在管内传播时引起波后可燃气体发生化学反应，释放大量能量，使燃烧波不断加速，最后形成爆轰波。这就是典型的33A过程［"］。在横向扰动的作用下爆轰波会形成复杂的胞格结构（见图!）。 "收稿日期：!))):"":";；修回日期：!))":)!:"< 基金项目：国家自然科基金项目（"B?*!)?=） 万方数据 作者简介：张德良（"B#B—），男，研究员。 3.8 聚能效应 3.8.1 聚能效应的基本现象 20世纪50年代以来，各国学者都在探求爆炸产物的有效利用问题。与前面介绍的爆炸作用不同，聚能效应是通过利用特殊形状的装药来达到提高其局部爆炸破坏作用的目的。 随着测试手段的科学化和现代化，瞬时高压作功的物理过程能够得以揭示，炸药爆炸的聚能效应也就逐渐得到了广泛的应用。目前，聚能装药在战时被广泛应用于各种穿甲、破甲雷弹及战时破坏作业（如大型桥梁、建筑物的破坏）；在平时用于快速切割金属（如打捞沉船等）、在硬土或冻土中快速穿孔、破碎孤石（悬石和危石）、在抢险救灾中快速清除障碍物（陆上或水中障碍物，如楼房、桥梁、树木等）、利用线性聚能装药拆除大型钢结构建筑物、桥梁以及切割贵重石材等。 根据爆轰产物沿其外法线方向散射这一基本规律，在装药底部或一侧予留空穴（如锥形、半球形、线形、抛物形、双曲线形等），或再加药型罩并取适当炸高（从聚能药包的底面（即药型罩底面）到穿孔目的物间的距离），爆炸时，由于空穴的存在，从而产生冲击、高压、碰撞、高密度、高速运动的气体流或金属流（带金属罩时），就可使爆炸能量沿轴线方向向外射出较高能量密度的聚能流，并集中到一定方向上发挥作用。这种利用装药一端（侧）的空穴使爆轰产物聚集、增加能量密度、以提高局部破坏作用的现象称为聚能现象，其效应称为聚能效应或空心效应，又称诺尔曼效应。能形成聚能流的装药称为聚能装药，其装置为聚能装置。 聚能效应是外部装药爆炸直接作用的一种特殊情况（非接触爆破），其作用在于使爆炸能在一定的方向集中起来，从而使爆炸的局部破坏效应增强。其主要特点是：装药底部（或一侧）有空穴；装药底面（或一侧）与目标间有一最有利距离；破甲能力很强。有空穴是其基本特点，也是形成聚能效应的基本条件。 聚能装药爆炸后，具有高温、高压的爆轰产物沿装药表面法线方向迅速散射时，在空穴影响下，必然在空穴前方汇集于一点（线性装药汇集成一线），此点（线）处的爆轰产物密度可增大数倍，速度可达每秒万米以上，温度可达数千摄氏度，压力可达几十兆帕。若空穴外壳采用金属药型罩，则会形成密度更大、压力更高的射流。在这种高温高压高速射流作用下，目标可视作流体，对目标具有很大的穿透能力，达到穿孔或切割的目的。 不同的装药形式具有不同的破坏效果。对于普通无空穴的园柱体装药，爆炸后爆轰产物近似沿装药表面法线方向散射，其速度一般为每秒数千、压力数量级一般为1×104MPa；当装药一端制成锥形空穴起爆后，爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥形空穴表面的方向向药柱轴线汇聚，使能量集中，此处聚能流速度高达每秒万米以上，密度比普通装药大4~5倍，高压的爆轰产物在沿轴线汇聚时，形成更高的压力区，比普通装药高10余倍，这种高压迫使爆轰产物向周围低压区膨胀，使能量分散。 由于上述两个因素的综合作用，气流不能无限地集中，而在离药柱端面某一距离处达到最大的集中，以后又迅速飞散开了。也就是气流在聚能过程中，动能（约占总能量的1/4）是能够集中的，而位能（约占3/4）不但不能集中，反而起飞散作用。如果设法把能量尽可能转化成动能形式，就能进一步提高能量的集中程度。提高的方法是在空穴内表面嵌装一个形状相同的药型罩。这种装药形式的爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中，将能量传递给金属罩。由于金属罩的可压缩性很小，因此内能增加很少，能量的极大部分表现为动能形式，这样就可避免由于高压膨胀引起的能量分散而使能量更加集中，形成一束速度和动能比气体射流更高的金属射流。研究表明，由于金属流速度高，直径小，金属呈热塑状态，密度远比 第四章冲击波与爆轰波 爆轰(detonation)是炸药化学变化的基本形式，是决定炸药应用的重要依据。爆轰反应传播速度非常大，可达每秒数千米，反应区压力高达几十吉帕（几十万个大气压），温度也在几千K以上，爆轰的速度、压力、温度等决定着炸药的做功能力和效率。研究炸药的爆轰现象和行为，认识炸药的爆炸变化规律对合理使用炸药和指导炸药的研制、设计等有重要的理论和实际意义。在爆轰现象发现之前人们就建立了冲击波理论，后来在冲击波理论的基础上建立了描述爆轰现象的经典爆轰波理论，这个理论至今仍然是十分有用无法被替代。炸药在爆炸过程中经常会产生一些波，如爆炸在炸药中传播时形成爆轰波。爆轰产物向周围空气中膨胀时形成冲击波，爆轰波和冲击波过后，介质在恢复到原来状态的过程中会产生一系列膨胀波等，因而在研究炸药爆轰以及爆轰后对外界的作用时，始终离不开波。爆轰的传播可以看成波动过程，具有波动的性质，简要介绍波的基础知识并回顾爆轰理论的发展过程和阶段对学习和掌握炸药的爆轰原理是有必要的。 4.1 爆轰理论的形成与发展 （1）爆轰现象的发现：1881年、1882年，Berthlot，Vielle，Mallard和Le. Charelier 在做火焰传播实验时首先发现的。他们的研究揭示，可燃气火焰在管道中传播时，由于温度、压力、点火条件等不同，火焰可以以两种完全不同的传播速度传播，一种传播速度是每秒几十—几百米，一种是每秒数千米，习惯上把前者称为爆燃，后者称为爆轰，可见爆轰也是一种燃烧—是一种迅速而激烈燃烧。 （2）1899年，1905～1917年，Chapman和Jouguet分别独自地对爆轰现象作了简单的一维理论描述（即C-J理论），这一理论是借助气体动力学原理而阐释的。他们提出一个简单而又令人信服的假定，认为爆轰过程的化学反应在一个无限薄的间断面上瞬间完成，原始炸药瞬间转化为爆轰反应产物。不考虑化学反应的细节，化学反应的作用如同外加一个能源而反映到流体力学的能量方程中，这样就诞生了以流体动力学和热力学为基础的、描述爆轰现象的较为严格的理论—爆轰波的C-J理论。 爆轰波的C-J理论并没有考虑到化学反应的细节，认为化学反应速度无限大，反应瞬间完成，这和实际情况是不相符合的，但是对化学反应的细节进行研究和描述十分困难，这个问题也是爆轰波的结构问题，一直爆轰学的一个重要研究领域。 （3）1940年，前苏联的Zeldovich，1942年，美国人V on.Neumann和1943年德国人Doering各自独立对C-J理论的假设和论证作了改进，提出了爆轰波的ZND 模型。ZND理模型要比C-J理论更接近实际情况。他们认为爆轰时未反应的炸药首先经历了一个冲击波预压缩过程，形成高温高密度的压缩态，接着开始化学反应，经历一定时间后化学反应结束，达到反应的终态。ZND模型首次提出了化学反应的引发机制，并考虑了化学反应的动力学过程，是C-J理论的重要发展。 上述两种理论被称为爆轰波的经典理论。——都是一维理论。 （4）上世纪50年代，通过实验的详细观察，发现爆轰波波阵面包含复杂的三维结构，这种结构被解释为入射波，反射波和马赫波构成的三波结构。 （5）上世纪50～60年代，进行了大量的试验研究，实验结果显示：反应区末端状态参数落在弱解附近，而不是C-J参数，说明实际爆轰比C-J理论和ZND模型更为复杂，同时开展了计算机数值模拟。 （6）上世纪50年代，Kirwood和Wood，推广了一维定常反应理论，指出定常 1 发动机爆震 1.1 爆震产生原理及特征 爆震是发动机运行时一种不正常燃烧的现象。发动机正常燃烧时，火花塞接到ECU 的点火信号后,对可燃混合气进行点火，火焰从火焰核心（离火花塞近的可燃混合气）以30～40m/s 的速度，向四周的未燃烧的混合气区传播，使燃烧室内混合气循序燃烧，直至结束。汽油机发生爆震时，在汽油机燃烧室内火焰传播过程中，远离火花塞的未燃混合气（末端混合气），被已燃混合气的膨胀所压缩，此处的局部温度由于热辐射作用而超过燃料的自燃温度，从而产生自发反应，形成一个或多个火焰核心，这时末端混合气在正常火焰传播到以前先行发火燃烧。这种自行发火燃烧会发出极强的火光，燃烧温度常在4 000 ℃以上，火焰传播速度达200 ～1 000 m/s 以上，比正常燃烧的火焰传播速度高数倍甚至数十倍。当正常燃烧和爆震两个方向相反的燃烧压力波相遇时，会产生剧烈的气体震动，并发出特有的金属撞击声，所以称为“爆震”。 轻微的爆震无法被人的感官所察觉，在此我们称它为‘无感爆震’，因此当你能感觉得到引擎爆震所产生的噪音和震动时，这时的爆震情况已经严重得超乎你的想象，我们称它为“有感爆震”。生有感爆震时，发动机有哒哒的金属敲击发动机缸体的声音，而且发动机各部件温度急剧上升，油耗增大，发动机和车身能感到震动。 至今人们对爆震的具体的产生机理还没能彻底掌握。目前大家普遍接受的有两种理论，即自燃(auto ignition)理论和爆燃(detonation)理论。下面具体阐述： 自燃理论最早在1919年由H．R．Richardo提出，这种理论认为爆震是因为气缸中远离火花塞的一部分混合气自发燃烧引起的，这部分混合气又称末端混合气。当末端混合气的温度和压力超过自燃点时，这部分混合气将自发燃烧，从而产生强烈的压力波，高频压力波向外传播而导致气缸壁尖锐的敲击声。这种理论也是目前已被广为接受。 另一种理论为爆燃理论。对预混合气的燃烧，火焰在传播过程中受到周围条件的限制，突然产生高压和高速传播的现象，火焰前峰从火花塞到气缸壁加速传播，即正常的火焰前峰由于冲击波的高压提供的能量，从亚音速转变为超音速传播，燃烧反应异常猛烈，并产生强烈的冲击波，冲击波在气缸壁之间来回反射。碰撞压力虽然持续时间短但是幅值大，从而产生尖锐的敲击声。这种理论1963年由S．Curry提出的。 爆震是指点火燃烧中本应逐渐燃烧的部分可燃混合汽突然自燃的现象。点火预提前角过大时，活塞还在压缩混合汽的过程中，混合汽已全部燃烧。压力急剧增大作用于迎面而来的活塞上，阻止活塞继续向上运动，特别是刚点燃的混合汽受到上行活塞的剧烈压缩后，使未燃烧的那部分混合汽温度升高，便会突然形成全部爆炸式的燃烧，学名称其为爆震或爆燃。爆震使发动机汽缸内发出尖锐的金属敲击声，这种钝击声音如果持续较长时间，会使发动机功率降低，燃料消耗增大，发动机过热和排气冒烟，严重时造成发动机损伤。汽油机燃烧的特点是燃烧室内有明显的火焰前锋在传播。燃烧产物的膨胀使火焰前锋急速地向前推移，致使未然混合汽受到强烈的压缩和热辐射，使距离火焰核心较远处的混合汽温度急剧地升高甚至超过燃料的自燃温度，造成这部分混合汽的着火延迟时间极大地缩短。这就促使火焰前锋到达以前，远端的混合汽已经自燃着火了，在燃烧室内形成新的火焰核心(发火点在2个以上)，这样的燃烧与正常情况完全不同。正常燃 1 【判断题】《创新方法论》课程所介绍的知识只包含经典TRIZ理论。(×) 创新需要方法吗？ 1 【单选题】“最有用的知识是关于方法的知识。”这句话是（B）讲的。 A、贝尔纳 B、笛卡尔 C、奥斯本 D、吉尔福斯 2 【单选题】“中国没有科学的原因在于没有科学的方法”。这句话是（B）讲的。 A、贝尔纳 B、蔡元培 C、奥斯本 D、吉尔福斯 3 【判断题】通过《创新方法论》课程的学习，我们发现，采用不同的方法、选择不同的工具，完成同一实践活动的效果、效率、成本与代价常常会存在较大的差别。(√) 4 【判断题】通过《创新方法论》课程的学习，我们知道在创新实践的时候，只需要选择工具就可以了。(×) 5 【判断题】《创新方法论》课程告诉我们，创新不需要方法，本身没有规律可循。(×) 6 【判断题】《创新方法论》课程告诉我们，创新方法是人们在创造发明、科学研究或创造性解决问题的实践活动中，所采用的有效方法和程序的总称。(√) 7 【判断题】创新方法的根本作用在于根据一定的科学规律，启发人们的创造性思维，提升人们的创新效率。(√) 创新方法的演化 1 【单选题】创新方法按照发展历程分为（B）个阶段。 A、2 B、3 C、4 D、5 2 【单选题】创新方法按照发展历程划分，第二阶段是（B）。 A、尝试法 B、试错法 C、现代创新方法 D、设问法 3 【单选题】创新方法按照发展历程划分，第三阶段是（C）。 A、尝试法 B、试错法 C、现代创新方法 D、设问法 4 【单选题】《创新方法论》课程告诉我们，神农尝百草，日中七十毒”，便是（A）的生动写照。 A、尝试法 B、试错法 C、现代创新方法 D、设问法 5 【单选题】爱迪生以极大的毅力和耐心，先后实验了6000多种材料，做了7000多次实验，终于发现可以用棉线做灯丝，足足亮了45小时灯丝才被烧断。这使用的是（B）。 A、尝试法 B、试错法 C、现代创新方法 D、设问法 6 【单选题】屠呦呦发现青蒿素的主要途径是大量筛选、大量实验和灵感，主要采用了（B）。 A、尝试法超声波检测的波形分析
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