爆炸冲击波在空气中传播规律的经验公式对比及数值模拟
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爆炸空气冲击波的研究关于爆破空气冲击波的研究1:空气冲击波炸药在空气中爆炸时,会将化学能转化为热能,产生高温高压的爆轰气体。
由于空气初始的大气压远远小于爆炸所产生的,所以周围的空气会被急剧的压缩,此时,密度和压强都会有跳跃式的升高,紧接着,会立刻迫使空气离开它原来的位置。
在空气的前沿产生了一个压缩状态的空气层,这个空气层会对周围的建筑物产生巨大的伤害。
这样一种能使介质的压力、密度、速度等参数发生急剧变化,产生陡立的波阵面,形成非周期性的脉冲,并以超音速传播的机械波叫做冲击波。
冲击波虽然以极高的速度传播,在运动的过程中由于能量的传递和损耗,速度衰减得很快,当波阵面压力降至周围气体压力时,波阵面并没有停止运动,由于惯性作用而继续运动,一直到速度衰减为零。
此时,波阵面的平均压力低于周围介质的压力,会出现负压区,出现负压后,周围介质反过来对波阵面进行第一次压缩,使其压力不断增加。
因此,冲击波传播过程中波阵面压力是迅速衰减的,并且初始阶段衰减快,后期衰减渐缓。
理想爆炸波与时间曲线2:稀疏波介质状态参数压力P,密度ρ,温度T均下降的波,特点是质点的移动方向与波的传播方向相反,弱扰动。
由它的性质得:0<Pmin<P0?1P;?Pmin=Pmin?P0<0 ?Pmin=?由布罗德的理论工作和试验研究可近似关系,?0.35?0.350.7 R?1.6 5R0.35, R>1.6R 带入数据:?pmin?3:超压计算炸药在空气自由场中爆炸时,影响空气爆炸冲击波波阵面超压如的因素主要有:炸药的能量E0,空气初始状态下的压力P0,密度?以及传播的距离R,用数学形式可表0示:?p?f(E0,p0,?0,R)。
一般来说,炸药的能量E0可用其质量W乘以爆热QV,将上式化作爆炸相似律公式,可表达为:?P?f() RQv为爆热,指炸药在爆炸分解时释放出的热量。
爆热等于炸药的反应热,与爆炸产物的生成热之差。
爆热是气体膨胀做功的能源。
一种空气冲击波超压随密度变化的计算模型
空气冲击波超压随密度变化的计算模型是研究空气冲击波传播过程中密度变化对超压
产生影响的理论模型。
本文将介绍一种基于物理原理的计算模型,具体包括空气密度计算、冲击波传播方程和超压计算公式。
我们需要计算空气的密度。
根据理想气体状态方程可以得到空气的密度公式如下:
ρ = P / (R * T)
其中ρ表示空气密度,P表示空气的压力,R表示气体常数,T表示空气的温度。
在空气冲击波传播过程中,由于压力和温度的变化,密度也会随之变化。
接下来,我们需要考虑空气冲击波传播方程。
根据Euler方程,空气冲击波传播过程
可以描述为以下方程:
∂ρ / ∂t + ∇ • (ρ * v) = 0
∂ρ * v / ∂t + ∇ • (ρ * v * v + P) = 0
∂E / ∂t + ∇ • ((E + P) * v) = 0
其中ρ表示密度,t表示时间,v表示速度,P表示压力,E表示能量。
这组方程描述了空气密度、速度和能量随时间和空间的变化关系。
我们需要计算冲击波产生的超压。
根据空气冲击波理论,冲击波超压可以通过以下公
式计算:
其中P表示冲击波超压,ρ表示密度,v表示速度。
该公式表示了冲击波超压与密度
和速度的平方成正比的关系。
爆炸波传播的实验与模拟研究爆炸波的传播是一个复杂而又具有重要实际意义的研究领域。
无论是在工业生产中的爆炸事故预防,还是在军事领域的武器设计与防护,对爆炸波传播规律的深入理解都是至关重要的。
在实验研究方面,我们首先需要精心设计实验方案,以确保能够准确地测量和观察爆炸波的传播特性。
实验环境的选择尤为关键,要尽量排除外界干扰因素,保证实验结果的可靠性。
实验中,所使用的测量设备必须具备高精度和高响应速度,例如压力传感器、高速摄像机等。
通过这些设备,我们能够获取爆炸波在不同介质中传播时的压力变化、速度变化以及形态变化等关键数据。
为了更全面地了解爆炸波的传播特性,我们会改变实验条件,如爆炸物的种类、量和形状,以及传播介质的性质等。
例如,当爆炸物的能量增加时,爆炸波的强度和传播速度会显著提高。
而传播介质的密度和弹性等特性,也会对爆炸波的衰减和变形产生重要影响。
在模拟研究方面,数学模型的建立是核心工作。
我们基于物理学原理和数学方法,构建能够描述爆炸波传播过程的方程。
常见的模型包括流体动力学模型、热力学模型等。
这些模型会考虑爆炸过程中的能量释放、物质的流动和传热等多种因素。
数值计算方法的选择对于模拟结果的准确性也有着决定性的作用。
有限差分法、有限元法和有限体积法等是常用的数值计算方法。
每种方法都有其优缺点,需要根据具体的问题和计算资源进行选择。
在模拟过程中,还需要对模型进行验证和校准。
这通常通过与实验结果进行对比来实现。
如果模拟结果与实验数据存在偏差,就需要对模型的参数进行调整和优化,以提高模拟的准确性。
爆炸波在空气中的传播是一个常见的研究场景。
当爆炸发生时,爆炸波会以球面波的形式向外扩散。
在传播过程中,波前的压力会迅速下降,同时波的速度也会逐渐减小。
空气的阻力和热传递会导致爆炸波的能量逐渐耗散。
而在水中,由于水的密度和不可压缩性,爆炸波的传播特性与在空气中有很大的不同。
水对爆炸波的衰减作用更强,波的传播速度也更快。
爆炸冲击波的简化计算方法概述冯梅龙。
文章标题:爆炸冲击波的简化计算方法概述在工程学和物理学领域,爆炸冲击波是一个重要的研究领域。
冯梅龙教授在这一领域有着深厚的研究背景和丰富的经验,他对爆炸冲击波的简化计算方法有着独到的见解。
通过今天的文章,我们将全面了解爆炸冲击波的简化计算方法,以及冯梅龙教授的研究成果和个人观点。
一、爆炸冲击波的基本定义和特性爆炸冲击波是指由于爆炸或高速运动物体引起的空气或其他介质中的冲击波。
它具有高温、高压和高速等特性,其在工程领域中有着广泛的应用,如航空航天、汽车制造等。
爆炸冲击波的研究不仅有助于科学理论的深入发展,也对工程技术的实际应用有着重要的指导意义。
二、爆炸冲击波的计算方法对于爆炸冲击波的计算方法,传统的数值模拟计算是一种有效但复杂的方法。
在实际工程应用中,为了简化计算流程并提高计算效率,简化计算方法成为了一个研究的热点。
冯梅龙教授提出了一种基于能量守恒和动量守恒的简化计算方法,通过对爆炸冲击波的能量转换和传播过程进行数学建模和分析,得出了简化计算方法的理论基础。
三、冯梅龙教授的研究成果冯梅龙教授在爆炸冲击波领域的研究成果斐然,他不仅深入理解爆炸冲击波的基本理论,还在简化计算方法上取得了重要突破。
通过将数学模型与实际工程案例相结合,他提出了一种更加精确和高效的爆炸冲击波简化计算方法,并在相关领域发表了多篇高水平论文,得到了同行和业界的广泛认可。
四、个人观点和理解在爆炸冲击波的研究中,简化计算方法的提出和应用对于工程实践具有重要意义。
冯梅龙教授的研究成果不仅拓展了爆炸冲击波理论的应用范畴,也为工程技术的创新提供了重要支撑。
我个人认为,爆炸冲击波的研究在今后会有更广阔的发展空间,而简化计算方法的深入研究将成为未来的重要研究方向之一。
总结回顾通过对爆炸冲击波的简化计算方法以及冯梅龙教授的研究成果的全面了解,我们对于爆炸冲击波的理论和应用有了更加深刻的认识。
冯梅龙教授的研究成果为爆炸冲击波领域的发展做出了重要贡献,并对于推动工程技术的进步具有重要意义。
炸药爆炸冲击波在巷道变点的传播规律模拟屈利伟;杨振宏;梁亚婷【摘要】We employ the ALE algorithm, and choose 30 kg TNT explosive as the blast source (a stripof naked explosive) , coal mine tunnel with cross-sectional area of 6m 2 (2 m wide by 3 m high or 3 m wide by 2 m high) , and recording interval time At = 5 ms. Our goal is, through the software, to simulate the state and the corresponding pressure changes of shock wave through the tunnel bending point (angle 45 ° ) , the peak pressure of the shock wave as the tunnel cross-sectional area and the axial distance change, and the variation of the shock wave pressure at different points in the same cross-section of mine tunnel. Finally, we conclude; the general rule of the explosion shock wave propagation in tunnel at a certain distance travels in a form of plane wave in the straight tunnel; the wave pressure gradually decreases as the distance from the source increases. Moreover, the maximum peak pressure in outer lateral at the bending point, a larger peak value, is about 3 times larger than the one in inner lateral.%采用ALE算法,使用ANSYS9.0数值模拟软件,选用30 kg TNT炸药为爆炸源(条形裸露药包),煤矿巷道截面积为6 m2(宽3m×高2m或宽2m×高3m),记录间隔时间At=5 ms,对爆炸冲击波通过巷道变点(夹角450)的状态和对应时刻的压力变化、冲击波压力峰值随巷道截面积和巷道轴向距离的变化及空气冲击波压力在巷道同一截面的不同位置的变化规律进行模拟.得出:爆炸冲击波在爆炸后的某一距离处以平面波的形式在直巷道内传播;随传播距离的增加冲击波压力逐渐衰减,当通过巷道转弯处时冲击波在转弯处反射叠加,在转弯的外壁面处出现加大的压力峰值,约为转弯处内侧压力的3倍.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2011(031)006【总页数】5页(P809-813)【关键词】巷道变点;冲击波;传播规律;模拟算法【作者】屈利伟;杨振宏;梁亚婷【作者单位】西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西安科技大学能源学院,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TD26爆炸冲击波在不同介质中及不同约束条件下具有不同的传播规律。
冲击波仿真计算引言冲击波是一种由于物体在超音速运动或者突然爆炸等因素引起的气体流动现象。
冲击波的产生对于工程设计和科学研究具有重要意义。
为了准确预测和分析冲击波的行为,科学家和工程师们开发了冲击波仿真计算方法。
本文将介绍冲击波仿真计算的基本原理和常用方法。
一、冲击波的基本原理冲击波是一种横波,其传播速度超过了介质传播声速。
当物体在超音速运动时,介质分子在物体前面被压缩,形成压缩波,而在物体后面形成稀疏波,两者形成的界面即为冲击波。
冲击波的传播过程中,会产生很高的压力和温度,对周围环境造成巨大影响。
二、冲击波仿真计算的意义冲击波仿真计算可以用于预测冲击波的行为,为工程设计和科学研究提供重要参考。
通过仿真计算,可以确定冲击波的传播路径、压力分布、温度分布等关键参数,从而为设计防护结构、优化流体力学系统等提供依据。
三、冲击波仿真计算的方法1. 计算流体力学(CFD)方法计算流体力学方法是一种基于数值计算的仿真方法,可以模拟冲击波的传播过程。
该方法将冲击波传播过程分为离散的网格单元,在每个单元内求解流体力学方程组,从而得到冲击波的压力、速度、密度等参数分布。
CFD方法具有较高的准确性和灵活性,广泛应用于冲击波仿真计算领域。
2. 特征线法特征线法是一种常用的冲击波仿真计算方法,它利用特征线追踪冲击波的传播路径。
该方法将冲击波传播过程分为若干特征线,通过求解微分方程组得到特征线的轨迹,从而得到冲击波的形状和参数分布。
特征线法适用于具有复杂边界条件和非定常流动的冲击波仿真计算。
3. 有限差分法有限差分法是一种基于差分近似的冲击波仿真计算方法,它将空间和时间离散化,通过有限差分近似求解冲击波的传播方程。
该方法简单易实现,适用于冲击波仿真计算中的一维问题和二维问题。
四、冲击波仿真计算的应用1. 空气动力学研究冲击波仿真计算在航空航天领域中得到广泛应用。
通过仿真计算,可以预测飞行器在超音速飞行时产生的冲击波,从而优化机翼形状和机身设计,减小飞行器的阻力和气动噪声。
空气中爆炸时爆炸波的超压函数
在空气中发生爆炸时,会产生爆炸波,这是由高温高压气体向四周扩散形成的冲击波。
爆炸波在传播过程中会产生超压,即压力超过大气压力的部分。
超压函数是描述爆炸波超压随时间和距离变化规律的函数,它对于研究爆炸波的传播特性和对环境的影响具有重要意义。
爆炸波的超压函数通常可以用爆炸当量、距离和时间来描述。
爆炸当量是指一个爆炸所释放的能量相当于多少吨TNT炸药的爆炸所释放的能量。
爆炸波的超压随着距离的增加会逐渐减小,同时随着时间的推移也会逐渐衰减。
爆炸波的超压函数可以用数学模型来表示,常见的模型包括爆炸波超压的球面扩展模型、爆炸波超压的平面扩展模型等。
爆炸波的超压函数受到多种因素的影响,包括爆炸的能量、爆炸的方式、爆炸的环境等。
爆炸的能量越大,产生的爆炸波超压也越大;爆炸的方式不同,产生的爆炸波超压的分布也会不同;爆炸的环境对爆炸波的传播和超压的衰减也有重要影响。
研究爆炸波的超压函数对于爆炸事故的防范和灾害评估具有重要的意义。
通过建立合适的数学模型,可以预测爆炸波的传播范围和超压的分布,为爆炸事故的应急救援和灾害事故的评估提供科学依据。
同时,研究爆炸波的超压函数还可以帮助优化爆炸的设计和控制爆炸的影响范围,减少爆炸事故的危害,保护人们的生命财产安全。
总的来说,爆炸波的超压函数是研究爆炸波传播的重要内容,它的研究可以帮助我们更好地理解爆炸的机理,预测爆炸的影响范围,提高爆炸的安全性,保护人们的生命财产安全。
希望通过不懈的努力和研究,可以更好地控制爆炸的影响,减少爆炸事故的发生,为社会的和谐稳定做出贡献。
防爆挡墙对爆炸空气冲击波防护效应的数值模拟研究本文采用ANSYS/AUTODYN软件,研究了爆炸空气冲击波的衰减规律和防爆挡墙对冲击波的防护效应。
分别在無挡墙及有挡墙防护的条件下,对爆炸形成的空气冲击波作了计算分析,并考虑了两种尺寸的防爆挡墙对爆炸冲击波防护效应的作用及影响。
模拟结果表明,爆炸空气冲击波衰减的规律与经验公式对比存在一定的可信范围内的误差;一座科学、合理设置的防爆挡墙确实能起到降低冲击波危害的效果,而改变挡墙的尺寸,可以影响防护效果的好坏。
通过分析和模拟结果,可以为爆炸安全的研究提供一定的依据和参考。
标签:爆炸冲击波防爆挡墙数值模拟0 引言近几年由于蓄意破坏或人为失误所造成的爆炸事故不断发生,而爆炸对建筑物的损伤与破坏造成了巨大的生命和财产损失。
因此,对于易于遭受爆炸破坏的建筑物需要进行抗爆设计与加固[1]。
防爆挡墙可以减弱炸药爆炸产生的冲击波、碎片对建筑的危害。
构筑防爆挡墙是抗爆设计的方式之一。
为了研究爆炸空气冲击波的传播规律,验证防爆挡墙对爆炸空气冲击波的防护效果是否有效,进一步了解爆炸空气冲击波在有阻碍物条件下的传播规律,本文应用非线性显示有限元分析软件AUTODYN建立了爆炸冲击波在三种情况下,即无防爆挡墙、有防爆挡墙和宽度及高度增大了的防爆挡墙的传播模型,进而分析防爆挡墙对爆炸空气冲击波的防护效应及影响因素。
1 防爆挡墙的作用1.1 爆炸破坏因素爆炸事故发生时,引起破坏的因素大致如下:爆炸产物的直接作用;空气冲击波峰值超压和冲量的作用;固体抛掷物如石头、碎片向四周飞散的作用;地震波的传播。
一般来说地震波的破坏远小于空气冲击波的作用;物体离爆炸点较远时,爆炸产物作用不到,对物体无影响;砖石、碎片等固体抛掷物,对物体仅能造成局部破坏,所以,在研究爆炸安全时,主要考虑空气冲击波的破坏作用,其次考虑固体抛掷物的作用,再次考虑爆炸产物的作用,最后才考虑地震波的作用。
1.2 防爆挡墙的作用与意义从爆源自身防护安全和周围建筑物、人员安全两个方面考虑,易遭受爆炸破坏的建筑物附近应设置防爆挡墙。
空气中TNT爆炸的数值模拟胡兆颖;唐德高【期刊名称】《爆破》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】为了研究TNT炸药爆炸产生的冲击波在空气中的传播规律和预测不同比例距离的超压峰值,应用 LS-DYNA有限元软件模拟了7.5 kg TNT爆炸的冲击波传播过程,揭示其能量衰减规律。
并用2种经验公式计算不同比例距离的冲击波超压峰值。
对数值模拟结果、经验公式结果和已有的实验数据进行对比。
结果表明:数值模拟结果与实验数据吻合较好,误差在10%以内,证明了计算模型和参数的合理性。
2种经验公式,叶晓华推荐的经验公式与实验数据的误差相对较小,距爆心3.5 m处,误差仅为0.66%。
说明叶晓华公式相比Henrych公式更为可靠。
但随着爆距的增大,误差也明显增大。
建议此公式在比例距离小于2.6 m/kg1/3时采用。
【总页数】5页(P41-45)【作者】胡兆颖;唐德高【作者单位】解放军理工大学国防工程学院,南京210007;解放军理工大学国防工程学院,南京210007【正文语种】中文【中图分类】O625【相关文献】1.空气中TNT爆炸冲击波超压峰值的预测及数值模拟 [J], 杨鑫;石少卿;程鹏飞2.真实空气中TNT装药爆炸近区冲击波传播特性研究 [J], 周丰峻;郑磊;孙云厚;张鏖;夏明3.考虑后燃烧效应的TNT空气中爆炸的数值模拟 [J], 辛春亮;徐更光;刘科种;秦健4.TNT炸药爆炸场中三波点轨迹的数值模拟研究 [J], 唐亦康;孔德仁5.空气中TNT装药强爆炸近区流场数值研究 [J], 孙云厚;周金仁;金开友;陆步军;朱精忠;宣彦波因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
收稿日期:2004-04-20; 修订日期:2004-07-25 基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(59939190);国家自然科学基金资助项目(50004007) 作者简介:王来(1963-),男,山西阳高人,教授,博士研究生,主要从事土木工程研究.文章编号:100424574(2004)0420146205直角拐弯通道中空气冲击波的传播及数值模拟王 来1,2,李廷春2(1.天津大学建工学院,天津300072;2.山东科技大学土建学院,山东泰安271019)摘要:针对地下通道中空气冲击波的传播,通过试验研究,得到了空气冲击波在直角拐弯通道中传播的衰减系数。
同时,应用流体网格法进行了数值模拟,获得了通道直角拐弯前后空气冲击波传播的波形图和流场图。
并将两方面的研究成果进行了对比,证明了试验和数值研究方法及研究成果的一致性。
关键词:空气冲击波;直角转弯通道;流体网格方法;数值模拟中图分类号:O354.5 文献标识码:APropagation of air shock w ave in rectagular bend tunnel and its numerical simulationW ANGLai 1,2,LI T ing 2chun 2(1.C ollege of Architecture and Civil Engineering ,T ianjin University ,T ianjin 300072,China ;2.Shandong University of Science &T echnology ,T ai ’an 271019,China )Abstract :This paper does research on shock wave propagation in tunnel.Decaying factors of shock wave propagation in rectangular bend tunnel were obtained by experimental research.Then fluid 2in 2cell (F LIC )method is applied to simulate the same problem ,overpressure oscillogram and overpressure graph of flow field before and behind the bend were g ot.By com paris on ,the results from calculation and experiment were consistent.Then ,research findings of the calculation and the experiment are proved to be reliable.K ey w ords :shock wave ;rectangular bend tunnel ;fluid 2in 2cell ;numerical simulation 空气冲击波是爆破的主要危害之一。
瓦斯爆炸冲击波传播过程的数值模拟张玉周1,2姚斌1叶军君1(1.厦门大学机电工程系,福建厦门361005;2.集美大学机械学院,福建厦门361021)摘要:建立瓦斯爆炸沿巷道传播的分析模型,运用DYTRAN软件进行分析,得到瓦斯爆炸冲击波沿巷道的传播过程的参数变化及障碍物表面的等效应力分布。
结果表明,应用DYTRAN可以很好地模拟瓦斯爆炸传播过程及冲击波对障碍物的短暂的瞬态动力学过程,对进行矿难救生系统的设计研究有重要意义。
关键词:瓦斯爆炸冲击波衰减规律破坏效应数值模拟DYTRAN中图分类号:TP391.9文献标识码:A文章编号:1672-4801(2007)03-028-031前言矿难始终是困扰矿产开采企业的一大难题,每年国家都因为矿难付出了巨大的生命和财产代价。
研究表明,矿难的发生主要有两种原因,一是矿内瓦斯爆炸或粉尘爆炸,二是矿内透水。
瓦斯爆炸是目前煤矿安全生产中最主要的灾害。
多年来,国内外学者对瓦斯爆炸机理及传播规律,以理论及试验方式做了大量研究。
本文是通过计算机模拟的方法,建立了瓦斯爆炸沿巷道传播的分析模型,运用DYTRAN软件对冲击波的衰减规律及破坏效应进行分析。
分析表明,在冲击波传播过程中,未燃气体被压力波锋面压缩后,密度急剧增大,压力迅速上升,此后由于摩擦和粘性作用,压力波波阵面压力处于衰减状态,最后衰变为声波,压力下降到常压;障碍物对冲击波传播有激励作用,障碍物表面的冲击载荷、等效应力的衰减并不是单调的,而是象阻尼震荡一样不断衰减。
瓦斯爆炸冲击波衰减规律及破坏效应的模拟分析为矿难救生系统的研究及设计提供了仿真的实验环境,一定程度上弥补了无法真实爆炸的不足。
2瓦斯爆炸冲击波传播的物理模型根据研究,在一条水平巷道中矿井瓦斯爆炸冲击波从空间上可以分成以下三个区段[3],如图1所示。
由此可画出矿井瓦斯爆炸传播的物理模型。
假设爆炸在平巷发生,巷道简化为一端封闭一端开口的管状空间,左侧为爆炸区。
第四章 在介质中的爆炸理论及其应用炸药爆炸时,爆炸物质几乎是瞬时转变为高温(333.510~410⨯⨯)、高压(55310~310/kg cm ⨯)的爆炸气体。
爆炸气体膨胀很快,并排挤周围空气,且占其容积。
这样一层压缩空气在爆炸气体前沿形成和发展,这就是爆炸波。
特别是所有化学爆炸反应的能量转变为爆炸能量。
爆炸气体中的压力逐步减小到等于大气压,然后爆炸波不在由爆炸气体支持而继续独立传播。
由于惯性,爆炸气体质点继续运动,它的压力下降到低于大气压力时,又由于周围气体的压力高,爆炸气体逐步停止并往回运动。
直到它的压力又逐渐增加到稍大于大气压力,以后又膨胀。
如此往返重复。
这样可以看成是“爆炸气体—空气”系统的自由振动。
4.1 在无限空气介质中爆炸冲击波参数4.1.1空中冲击波参数的计算 (一)H.L.Brode 数值解把空气作为地想气体,当在无限空气介质中爆炸时,爆炸冲击波参数是H.L.Brode 用数值计算方法求得的。
采用拉格朗日坐标形式表达时,气体一维球对称并加入人工粘性的基本方程组为2()u u t R R ρξρξ∂∂∂=-+∂∂∂ (质量方程) 220()u R p q t ρξξ∂∂=-+∂∂ (动量方程) 21()E pp q t tρ∂∂=-+∂∂ (能量方程)Ru t∂=∂ (速度定义) (4.1) 式中,R 为欧拉坐标。
ξ为拉格朗日坐标,q 为人工粘性。
如果速度、密度、压力和人工粘性分别用声速0c 、初密度0ρ和初压力0p 为基本单位,可得元量纲变量。
0uu = 、0ρρρ= 、0p p p = 、0q q p = 、R Q λ= 、0λξ= 。
其中,Q 为动力学长度: 132*2120044()()23(1)R wR Q u Q E R dR p p k φφππρ⎡⎤==+-⎢⎥-⎢⎥⎣⎦⎰(4.2) 其中*w Q 是爆炸能量,R φ是冲击波阵面半径,k 是绝热指数,E 是比内能。
空气中TNT爆炸冲击波超压峰值的预测及数值模拟
杨鑫;石少卿;程鹏飞
【期刊名称】《爆破》
【年(卷),期】2008(025)001
【摘要】通过对空气中TNT爆炸冲击波超压峰值的已有研究成果进行比较分析,发现不同学者对其预测结果存在一定差别,并据此拟合总结出能较好地描述冲击波超压峰值与比例距离关系的表达式.同时用LS-DYNA动力有限元软件模拟了2种不同装药量条件下空气中TNT炸药爆炸产生的冲击波的传播,模拟所得的超压峰值小于经验公式的结果,装药量大的模拟结果更接近经验公式预测值.有必要对爆炸冲击波的参数和经验公式进行进一步的研究.
【总页数】5页(P15-18,31)
【作者】杨鑫;石少卿;程鹏飞
【作者单位】后勤工程学院军事建筑工程系,重庆,400041;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆,400041;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆,400041
【正文语种】中文
【中图分类】O382.1
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1.空气中爆炸冲击波超压峰值的预测 [J], 严国建;周明安;余轮;周晓光
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4.大当量TNT装药爆轰的远场数值模拟及超压预测 [J], 汪维;张舵;卢芳云;唐俭;荆松吉
5.爆炸冲击波数值模拟及超压计算公式的修正 [J], 吴彦捷;高轩能
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空气中爆炸时爆炸波的超压函数在空气中爆炸时,爆炸波的超压函数是描述爆炸波传播过程中压力变化的数学函数。
爆炸波超压函数关系到爆炸波的传播速度、能量释放量以及对周围环境的影响程度。
一般情况下,空气中爆炸波的超压函数可以用爆炸源的能量释放量、爆炸源与观测点之间的距离和传播时间来表示。
以下是一些相关的超压函数的表示形式和参考内容。
1. 理想爆炸模型:在理想爆炸模型中,超压函数的一种常见形式是CJ模型(Chapman-Jouguet模型),它描述了通过连续介质的绝热消化传播的爆炸波。
CJ模型的超压函数表示为:P = ρcJU[(γ-1) - (γ-1)/(1 + (γ-1)/2ε)]其中,P为爆炸波的超压,ρ为空气密度,cJ为Chapman-Jouguet速度,U为爆炸源的能量释放率,γ为空气的绝热指数,ε是(γ-1)/(γ+1)。
2. Gurney方程:Gurney方程描述了球对称爆炸源的能量释放对空气中爆炸波产生的超压的影响。
Gurney方程的超压函数表示为:P = (2E)/(4πr²ρc) [1/(1 - (v/c)²)] [1/(1 - (v/c)³)]其中,P为爆炸波的超压,E为爆炸能量,r为距离爆炸源的观测点的距离,ρ为空气密度,c为爆炸波的传播速度,v为爆炸源内部气体的平均速度。
3. TNT当量:TNT当量是比较不同爆炸物能量大小的一种标准化方法。
在估算爆炸波的超压时,TNT当量可以用于计算等效能量释放量。
TNT当量的计算方法是将所考虑的爆炸物的能量与相同质量的TNT的爆炸能量进行比较。
通过使用TNT当量,可以将不同爆炸物的能量释放量统一为TNT等效的能量释放量。
以上所提到的函数和概念只是描述空气中爆炸波超压函数的一部分内容,还有很多其他的函数和模型可以用于描述不同条件下爆炸波的超压。
对于具体的爆炸事件,需要结合相关的实验数据和数值模拟来确定合适的超压函数来进行分析和预测。