爆炸科学.pptx

安全新技术——爆炸科学何宁?爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程,在此过程中系统内部原有的势能、动能或瞬间所形成的能量转变为机械功、光和热的能量乃至高能粒子的辐射。?特征:周围介质中发生急剧的压力突跃的传播。高温区的产生。什么是爆炸??冲击波是爆炸能量在急剧释放的一种现象,对爆炸现象及空气冲击波的研究是军事应用的基础,也是安全生产领域的重大课题。当前的社会发展要求继续深入对冲击波理论及相关机理、规律的研究,为相关领域提供技术支持。冲击波—— shockwaveaffected by therough wall?空气冲击波理论出现在十九世纪末。基于动力学及热力学而建立,在守恒定律的及流体力学的基础上衍生出了经典C-J爆轰理论、ZND一维及多维爆震波等理论,并在此基础上进行了不断的创新。其中,人们主要关注的空气冲击波基本参数为:波阵面压力P,波阵面速度D,其它参数还有冲压作用时间、波阵面温度及效用时间等。冲击波研究概述?对于爆炸冲击波,国外的早期研究大多基于矿山开发、河道挖掘、铁路修建、隧道开凿以及建筑拆除等诸多方面等工程应用,主要是针对凝聚相含能材料。、,首先提出了空气冲击波超压所遵从的相似性衰减规律,同时,前苏联科学家也针对矿山爆破、巷道中的冲击波传播,作了一定的研究,其研究成果可用于估算装药量、冲击波强度及衰减等。?随着研究的深入,冲击波相关理论得到了很大的发展——从应用角度考虑,要求具有更高的可靠性及安全性,一方面凝聚相含能材料不断创新,应用领域也扩展到诸如焊接、爆炸合成等生产部类;另一方面气体及粉尘等多相爆炸的机理研究也进一步深入,既用于提升石油化工领域的生产安全性,又创生了新型的FAE类武器。此外,由于学科领域的互相渗透,研究还深入到了等离子、超声、原子物理等领域。?国内对爆炸冲击波理论的研究始于解放后,继承了一些国外的研究成果,并在此基础上发展起来,在理论及应用上都获得了一定的研究成果。一方面发展了凝聚相爆轰理论,在弹药工程及民用爆轰领域得到了广泛的应用,例如由冯长根等;?另一方面,对气、液及混合含能材料进行研究,并在航空宇航及推进领域得到了多方面的应用,例如FAE(燃料空气炸药)及火箭发动机,以及我们自行研制的各种自动火炮、自动武器、新概念武器(次声、电磁脉冲武器等)。?钱七虎、徐更光等老一辈研究人员还针对当前备受关注的反恐问题进行了研究,详述了针对各类爆炸恐怖袭击及可能造成的毁伤的相关问题、对策,并介绍了一定的定量评估方法。?随着计算机技术的飞速发展,计算机模拟已经成为了科研不可或缺的一部分。国外的很多文章对爆炸冲击波的数值模拟问题做了研究和探讨,提出了诸多新颖实用的算法,并推出了AUTODYN、LS-DYNA、、,可广泛的用于稳态、瞬态动力学相关的分析。国内对相关计算机数值模拟也进行了大量的研究。?北京理工大学的王仲倚、宁建国等人编写并完善的二维、三维MMIC有限元计算程序。?中国矿业大学的曲志明、周心权等人采用了TVR格式的数值方法,对巷道内瓦斯爆炸的数值模拟。?上海理工大学的居宁江、北京理工大学的张海波也对三维有限体积的TVD方法及冲击波的多极扩散研究作了一定研究。?参保工程设计院的杨科之、杨秀敏等人也采用数值模拟对矿道内空气冲击波的传播进行研究。