本文根據空氣中爆炸的基本原理,運用有限元ANSYS/LS-DYNA軟件對炸藥在空氣中爆炸進行數值模擬,以此驗證了建立有限元模型模擬炸藥在空氣中爆炸的有效性。又根據氣體輻射理論,闡述了爆炸沖擊波激勵惰性氣體輻射發(fā)光的基本原理,建立有限元模型,采用ALE算法以及流固耦合方法模擬球形炸藥在球形容器中爆炸,產生爆炸沖擊波激勵惰性氣體輻射發(fā)光的過程,并分析了不同炸藥類型、不同炸藥半徑、不同惰性氣體類型以及不同起爆方式對惰性氣體輻射發(fā)光效果的影響。分析結果表明,RDX炸藥由于高爆速,惰性氣體被激勵輻射發(fā)光的效果優(yōu)于TNT炸藥；在容器總體積恒定時,改變炸藥的半徑對惰性氣體輻射發(fā)光的效果有影響,存在最優(yōu)解使得發(fā)光效果最佳；在初始條件不變時,改變惰性氣體類型,具有高電勢能的氦氣和氖氣被激勵后輻射發(fā)光效果最佳；不同起爆方式對惰性氣體輻射發(fā)光的效果影響甚微,但單點起爆方式的穩(wěn)定性更好。

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景與意義
    1.2 強光輻射彈的國內外研究現狀
    1.3 國內外爆炸沖擊波激勵惰性氣體發(fā)光的研究現狀
        1.3.1 惰性氣體受激勵發(fā)光的研究現狀
        1.3.2 爆炸沖擊波激勵惰性氣體發(fā)光的研究現狀
        1.3.3 爆炸沖擊波數值模擬的研究現狀
    1.4 本文的主要研究內容
2 炸藥爆炸數值模擬方法簡介
    2.1 爆炸過程中數值模擬概述
    2.2 有限元分析計算軟件
    2.3 LS-DYNA求解算法
    2.4 材料模型及狀態(tài)方程
    2.5 本章小結
3 空氣中爆炸理論及數值模擬
    3.1 空氣中爆炸的基本理論
    3.2 爆炸空氣沖擊波的形成和傳播
        3.2.1 沖擊波的形成
        3.2.2 沖擊波的傳播規(guī)律
        3.2.3 沖擊波基本方程
        3.2.4 沖擊波的反射
    3.3 空氣中爆炸的數值模擬
        3.3.1 有限元模型建立
        3.3.2 計算結果分析
        3.3.3 沖擊波超壓峰值分析
    3.4 本章小結
4 爆炸沖擊波激勵惰性氣體發(fā)光的數值模擬
    4.1 爆炸沖擊波激勵惰性氣體發(fā)光的基本理論
    4.2 氣體輻射機理
        4.2.1 氣體輻射發(fā)光類型
        4.2.2 氣體輻射發(fā)光評判標準
        4.2.3 沖擊波波陣面結構分析
        4.2.4 沖擊波波陣面的守恒方程
    4.3 爆炸沖擊波激勵惰性氣體發(fā)光的數值模擬
        4.3.1 有限元模型建立
        4.3.2 劃分網格與建立PART
        4.3.3 約束與邊界條件
        4.3.4 求解控制
        4.3.5 K文件修改
        4.3.6 遞交求解器
    4.4 本章小結
5 數值模擬結果與分析
    5.1 爆炸沖擊波的傳播
    5.2 不同的炸藥種類對發(fā)光效果的影響
    5.3 不同的炸藥半徑對發(fā)光效果的影響
    5.4 不同的惰性氣體對發(fā)光效果的影響
    5.5 不同的起爆方式對發(fā)光效果的影響
    5.6 不同的容器壁厚度對發(fā)光效果的影響
    5.7 本章小節(jié)
6 結束語
    6.1 結論
    6.2 問題與展望
致謝
參考文獻



本文編號：3873426