高银军,闫 凯,田 宙,刘 峰

(西北核技术研究所,陕西 西安710024)

强爆炸早期火球光辐射能谱的数值计算*

高银军,闫 凯,田 宙,刘 峰

(西北核技术研究所,陕西 西安710024)

基于强爆炸火球光辐射的多群辐射流体力学方法,采用算子分裂方法将方程组分裂为对流项和刚性源项,其中源项部分根据方程形式,进一步分裂为各群内的单独求解。数值计算表明:该方法克服了直接求解过程中辐射与流体耦合所带来的强不稳定性,时间步长大幅提高,给出的火球光辐射能谱特征与已有规律一致。可为定量分析光辐射能谱特征提供有效手段。

爆炸力学;算子分裂算法;光辐射能谱;强爆炸火球

在强爆炸过程中,由于强爆炸所释放的巨大能量迅速加热周围冷空气,从而形成高温高压的火球。火球在发展过程中,不断向外辐射光和热,称为光辐射(也称为热辐射)。光辐射是强爆炸的重要毁伤效应之一,研究其能谱特征对于深入分析光辐射与物质相互作用、评估相应的毁伤效应具有重要意义[1]。

强爆炸火球光辐射是一个涵盖近紫外到可见光直至远红外的宽谱带,同时伴随火球的发展变化过程呈现不同的特征。早期的研究是基于实验测量,结合相应的理论分析,给出了光辐射各谱段较为接近的经验公式[1-2]。随着 相关理 论及数 值模拟 研究的 发 展,特 别 是 对 火 球 发 展 过 程 的 深 入 分 析,较 普 遍 认为采用灰体近 似下的 辐射流 体力学 方法可 以较好 的描述 火球发 展过程[3-7],并 给出了 光辐射 总能 量 的 时空分布规律[8-11]。……