钝感炸药点火增长模型的欧拉数值模拟*
2012-06-20郝鹏程冯其京王言金
爆炸与冲击 2012年3期
关键词:模型
郝鹏程,冯其京,洪 滔,王言金
(1.北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094;2.中国工程物理研究院研究生部,北京 100088)
塑性炸药的爆轰机理很复杂,对爆轰波结构的研究,早在一个多世纪以前就提出了平面、定常的CJ爆轰模型,即认为爆轰波由前导冲击波及紧跟的稀疏波构成,能量在冲击波后瞬间释放;ZND模型则在前导冲击波后引入化学反应区[1]。实际上,炸药内部微观结构复杂,由大量晶粒以及塑性粘结剂、缺陷、气孔等构成,在化学反应区内存在复杂的作用机制。现今大多认为,当炸药受到强烈冲击,由于摩擦、空洞塌陷、剪切带的形成和局部塑性变形等,使炸药局部急剧升温,即所谓的热点形成,消耗部分炸药,进而引发周围炸药点火起爆连成一片,在化学反应区内炸药逐渐转化为产物。在这一物理图景下,提出了许多唯象反应率模型,如JTF模型[2]、HVRB模型[3]、点火增长模型[4-5]和统计热点模型[6]等。在这些模型中,引入产物质量分额的概念,反应区内的炸药为反应物与产物的混合物,在一定假设之下得到混合物的状态。点火增长模型被广泛应用于模拟各种爆轰以及炸药与惰性材料的相互作用等现象。
唯象反应率模型从较简单的物理特征出发,常被推广应用于复杂的爆轰状况下,如炸药直径效应的模拟,也能得到令人满意的结果。凝聚炸药存在减敏现象,即受到弱冲击的钝感炸药与未受冲击的炸药相比,起爆炸药需要更强的冲击压力,并且,这一效应是与时间相关的过程[7]。……
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