近地空爆冲击波流场中三波点的轨迹预测方法
2021-09-06郗洪柱孔德仁彭泳卿张世名乐贵高
火炸药学报 2021年4期
郗洪柱,孔德仁,彭泳卿,张世名,史 青,乐贵高
(1.南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094;2.北京遥测技术研究所,北京 100076)
引 言
高能战斗部近地空中爆炸时会释放大量能量,产生高能量冲击波,超压是冲击波杀伤目标的主要毁伤元之一。在近地空爆(比例爆高不小于0.35)中,存在冲击波的正反射、正规反射和马赫反射。在冲击波随时间演进过程中,三者存在叠加现象,产生所谓“三波点”。三波点随时间变化在空间留下轨迹。三波点轨迹是冲击波流场的分界线,即三波点一侧为未叠加态,超压时程曲线呈明显双峰形态;三波点另一侧为叠加态,处于单峰马赫波状态,峰值高于入射超压。掌握三波点轨迹规律,有利于分析爆炸冲击波流场分布,对冲击波超压毁伤元空间威力的评估具有重要意义。
目前对三波点位置的研究方法可分为3类。第一类为实测法,即通过实测试验得到其位置。根据测量方法不同,分为超压传感器测试法和光学测试法。前者利用多个超压传感器在不同位置的多次试验中得到流场超压分布,根据超压数值和传感器位置确定三波点轨迹[1];后者利用高速相机得到爆炸过程图像,利用纹影技术得到三波点轨迹信息[2]。实测法能够获取三波点轨迹真实数据,有利于研究三波点发展规律,但成本较高,不易推广。第二类方法为仿真法,即利用动力学软件AUTODYN、LS-DYNA等模拟爆炸过程,由压力时间云图读取三波点位置[3-5]。但数值模拟存在影响解算精度因素多,解算时间长及三波点读取困难等问题。……
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