【摘要】：作為評估導彈和戰(zhàn)斗部毀傷威力的重要手段之一，沖擊波超壓測試是指根據(jù)試驗各個測點的沖擊波超壓值求出等效裝藥量。準確的測得超壓參數(shù)對彈藥威力評估及研制有著非常重要的指導意義。目前，筆式和圓盤式自由場超壓測試裝置外形結構應用廣泛。其幾何結構會影響沖擊波波陣面的流動性，從而影響測量結果的準確性。由于數(shù)值模擬仿真和激波管校準技術的快速發(fā)展及現(xiàn)場試驗條件的限制，對沖擊波問題的研究多采用以數(shù)值模擬和激波管校準為主試驗測試為輔的方法。 本文從理論分析、仿真模擬、激波管實驗以及現(xiàn)場試驗四個方面對自由場沖擊波超壓測試裝置外形結構對流場的影響進行了研究，重點做了以下的研究工作： （1）對空中爆炸沖擊波的形成、反射以及多種情況下的繞流做了詳細闡述；對沖擊波參數(shù)的估算公式進行簡單介紹；對計算流體動力學理論和數(shù)值仿真方法及使用軟件進行介紹；利用流體力學仿真軟件Fluent構建激波流場下兩種測壓裝置的正常、凹凸等三維模型并對其進行網(wǎng)格劃分。 （2）分別對圓盤和筆式兩種測試結構的多種模型進行不同壓強下的仿真，并對仿真結果進行對比分析。 （3）對激波管動態(tài)校準原理和系統(tǒng)進行介紹，并利用激波管進行與仿真相同條件下的校準實驗，重點對筆式和圓盤式測試裝置外形結構對沖擊波場的影響以及兩種結構的傳感器敏感面凹凸度與偏斜角度對測試結果的影響兩個方面進行了研究，將模擬仿真結果和實驗數(shù)據(jù)進行對比分析。 （4）設計升級了沖擊波壓力存儲測試系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)進行了實爆試驗，測得不同條件下的沖擊波數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)與仿真結果進行對比分析；并提出更優(yōu)的測試方法，包括：測試裝置外形結構的選擇，傳感器的安裝方式，并為以后的測試數(shù)據(jù)修正提供一定參考。
【圖文】：

圖 2. 1 高速 攝 影下 的 沖 擊波 圖 2. 2 典型 沖 擊 波 P - t 示意 圖 2. 1 . 2 近地 爆 炸沖 擊 波 傳播 特 性 為了 正確 的 認識 沖 擊 波， 需 要深 入了 解 它 的 傳播 過 程 ， 圖 2 .3 中 繪出 了 包 含 壓力 p距爆 心空 間 距離 X 和 時間 t 的三 維度 的 自 由 場沖 擊 波超 壓傳 播 波 形 ，這 里 的 自 由場 沖 擊 波是 指在 無 限空 間 中 或 未受 物 體 干 擾的 有 限 空間 中 爆炸 生成 的 沖 擊 波， 圖中 0 點為 爆 心 p1(t ) 為 第一 次 超壓 峰 值 ，爆 距 X1<X 2<X 3<X 4。研 究 發(fā)現(xiàn) ，當 爆 炸 產(chǎn)物 不 再 繼 續(xù)向 外 運 動 時， 沖 擊 波 與其 發(fā) 生 分離 ， 波 陣 面以 超 音 速 的速 度 向前 ，而 在 正 壓 區(qū)末 尾 速 度 慢于 波 陣 面， 從 而 使 得正 壓 區(qū) 被持 續(xù) 的拉 長。 圖 中 顯 示測 試 位置 離爆 心 距 離 越近 ， 則 測 得的 超 壓 值 p 越大 ，壓 力 峰值 減 小 的趨 勢 也 越快 ， 壓 力時 域 脈 寬的 寬 度 也越 窄 [5 1 ] 。

圖 2. 1 高速 攝 影下 的 沖 擊波 圖 2. 2 典型 沖 擊 波 P - t 示意 圖 2. 1 . 2 近地 爆 炸沖 擊 波 傳播 特 性 為了 正確 的 認識 沖 擊 波， 需 要深 入了 解 它 的 傳播 過 程 ， 圖 2 .3 中 繪出 了 包 含 壓力 p距爆 心空 間 距離 X 和 時間 t 的三 維度 的 自 由 場沖 擊 波超 壓傳 播 波 形 ，這 里 的 自 由場 沖 擊 波是 指在 無 限空 間 中 或 未受 物 體 干 擾的 有 限 空間 中 爆炸 生成 的 沖 擊 波， 圖中 0 點為 爆 心 p1(t ) 為 第一 次 超壓 峰 值 ，爆 距 X1<X 2<X 3<X 4。研 究 發(fā)現(xiàn) ，當 爆 炸 產(chǎn)物 不 再 繼 續(xù)向 外 運 動 時， 沖 擊 波 與其 發(fā) 生 分離 ， 波 陣 面以 超 音 速 的速 度 向前 ，而 在 正 壓 區(qū)末 尾 速 度 慢于 波 陣 面， 從 而 使 得正 壓 區(qū) 被持 續(xù) 的拉 長。 圖 中 顯 示測 試 位置 離爆 心 距 離 越近 ， 則 測 得的 超 壓 值 p 越大 ，，壓 力 峰值 減 小 的趨 勢 也 越快 ， 壓 力時 域 脈 寬的 寬 度 也越 窄 [5 1 ] 。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TJ410.6

【參考文獻】

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本文編號：2621200