JWL状态方程及其等效多方状态方程在内爆炸计算中的应用分析
2019-06-21徐维铮吴卫国
中国舰船研究 2019年3期
徐维铮,吴卫国
1武汉理工大学高性能舰船技术教育部重点实验室,湖北武汉430063
2武汉理工大学交通学院,湖北武汉430063
0 引 言
从战例统计和试验资料来看,反舰导弹已成为舰船生命力的主要威胁,舰船在舱内爆炸冲击载荷作用下的毁伤效应分析及防护结构设计是目前舰船工程领域的研究热点。对舱内爆炸冲击载荷的准确分析是结构响应评估和防护结构设计载荷输入的前提,因此起着至关重要的作用。数值模拟作为一种研究内爆炸载荷的有效方式,得到了国内外学者的普遍重视。
针对约束空间内爆炸过程的数值模拟,国内外学者开展了许多研究。曹玉忠等[1]采用瞬时爆轰后的高温高压气体作为爆炸初场,其与周围空气均采用理想气体状态方程来描述,数值模拟研究了半球顶圆柱筒密闭式抗爆容器的内部爆炸流场。Benselama等[2]基于瞬时爆轰假定,采用理想气体状态方程或JWL状态方程(Jones-Wilkins-Lee Equation of State,JWL-EOS)描述爆轰产物,对比分析了数值模拟结果与空中爆炸(空爆)的超压实测结果,结果表明,爆轰产物的状态方程对于空爆超压载荷的影响较小。任会兰等[3]采用基于消息传递接口(MPI)模式开发的内爆炸过程三维并行程序,对不同药量的炸药在典型工事中的爆炸过程进行了数值研究。在模拟过程中,假定炸药瞬时爆轰,其爆轰产物采用可变指数多方气体状态方程进行描述。Ma等[4]基于瞬时爆轰假定,采用可变指数多方气体状态方程来描述爆轰产物,通过求解非守恒形式的可压缩欧拉方程,数值模拟研究了爆炸波在地铁站内的传播过程。……
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