BP-GA 算法确定未反应炸药的JWL 状态方程参数
2022-01-21顾晓辉杨永亮俞旸晖
崔 浩,郭 锐,宋 浦,顾晓辉,周 昊,杨永亮,江 琳,俞旸晖
(1. 南京理工大学机械工程学院,江苏 南京 210094;2. 西安近代化学研究所 燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西 西安 710065;3. 南京理工大学 国家特种超细粉体工程技术研究中心,江苏 南京 210094)
1 引言
炸药稳定爆轰时,前导冲击波压缩炸药从初始状态沿着C-J 爆轰Rayleigh 线突跃到未反应Hugoniot 线的冯诺依曼峰值(Von Neuman Spike,VNS),随后化学反应使炸药的状态沿C-J 爆轰Rayleigh 线回到爆轰Hugoniot 曲线上的C-J 状态,C-J 爆轰Rayleigh 线和爆轰Hugoniot 曲线相切是爆轰波稳定传播的条件[1]。当冲击波强度较低时,从初始点出发的Rayleigh 线的斜率低于C-J 爆轰Rayleigh 线的斜率,导致炸药无法稳定爆轰,内部存在未反应的部分。未反应炸药的状态方程即描述前导冲击波阵面过后未反应炸药的压力、比容和内能等物理量之间关系的函数,在数值仿真软件中未反应炸药的状态方程通常采用Jones-Wilkings-Lee(JWL)状态方程[2-3]形式。未反应炸药JWL 状态方程参数的确定是进行反应度流场计算、点火增长模型拟合和炸药装药冲击起爆仿真等工作的基础。
基于JWL 或Grüneisen 状态方程以及波阵面上的守恒关系可推导得到未反应炸药JWL 形式的Hugoniot 曲线表达式,据此可拟合出JWL 状态方程中的未知参数,因此炸药冲击Hugoniot 曲线的测量是确定未反应炸药状态方程的前提[4-5]。关于炸药冲击Hugoniot 关系的测量国内外学者进行了大量的研究,主要通过平面准一维冲击试验测量炸药内部的冲击波速度和粒子速度关系而获得,包括采用激光干涉测速仪或电磁速度计直接测量粒子速度[6-9]和采用锰铜压力计测量炸药内部压力并结合压力对比法间接计算得到粒子速度[10-11]等方式。……
