【摘 要】
：
高能炸药在国防军事及工业生产中的应用已有上百年的历史，然而其在极端条件下的微观响应及反应机理却并不清晰；特别是冲击加载下，表现出异于热分解的化学行为仍需深入研究。本工作采用紧束缚密度泛函理论(DFTB)，结合多尺度冲击技术(MSST)，系统研究了冲击下典型高能炸药HMX、TATB的动态响应特性和化学反应过程。对冲击分解中涉及的晶体微观结构形变、电荷转移、电子结构演化、初始产物形成机理及其对后续反应
【机 构】
：
中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621999;应用物理与计算数学研究所,北京100088
【出 处】
：
2018第十二届全国爆炸力学学术会议
论文部分内容阅读
高能炸药在国防军事及工业生产中的应用已有上百年的历史，然而其在极端条件下的微观响应及反应机理却并不清晰；特别是冲击加载下，表现出异于热分解的化学行为仍需深入研究。本工作采用紧束缚密度泛函理论(DFTB)，结合多尺度冲击技术(MSST)，系统研究了冲击下典型高能炸药HMX、TATB的动态响应特性和化学反应过程。对冲击分解中涉及的晶体微观结构形变、电荷转移、电子结构演化、初始产物形成机理及其对后续反应过程的影响做了全面解析。并分析了敏感炸药(HMX)、钝感炸药(TATB)不同反应过程的内在作用机制。
其他文献
爆轰加载下膨胀的HR2柱壳中的破坏是一个复杂的过程。实验结果显示膨胀HR2柱壳中破坏包括多种损伤机制,如径向层裂、环向拉伸断裂和剪切带破坏等。本文中,我们采用了CHAP3D程序,对爆轰驱动膨胀的HR2厚壁圆筒中的多阶段破坏行为进行了数值模拟研究。作为一个材料不稳定过程,HR2柱壳内破坏的形成与材料的不均匀性息息相关。我们采用了一个满足Gauss分布的初始屈服强度的扰动来描述材料的初始不均匀性,同时
不同密度流体的扰动界面在冲击波或者加速度作用下会发生不稳定性增长，这种现象称为Richtmyer-Meshkov不稳定性和Rayleigh-Taylor不稳定性。如果不稳定性问题发生在金属材料界面上，相应地称为金属材料界面不稳定性。类似于流体界面不稳定性，金属材料界面不稳定性也会形成尖钉和气泡结构；但是和流体界面不稳定性的最大不同之处在于金属材料具有强度效应，而已有的研究表明金属材料强度能够抑制扰
为了更清晰地理解楔面诱导产生的斜爆轰波起爆区的波系结构特征，采用两步诱导-放热反应模型对其进行数值研究。重点关注来流马赫数、楔面角度、化学放热反应速率的影响，结果表明：高来流马赫数和大楔面角度时，起爆区主要是由斜激波、燃烧波系构成；低来流马赫数和小楔面角度时，起爆区主要是由斜激波、燃烧波系、一系列压缩波以及斜激波和斜爆轰波诱导出斜激波构成；更低来流马赫数时，起爆区结构发生突变，其构成主要是斜激波、
采用level-set方法计算爆轰波的传播时边界条件的处理非常重要。本文采用虚拟网格实现边界条件，采用显示方法更新边界节点的level-Set函数值。通过为角度边界节点选择已知程度更高的模板，并将所有边界点进行拓扑排序和强联通分量分解，使程序能计算形状较复杂的炸药。最后通过与精确解对比，定量验证本文程序(DSDLS)的精度。
DSD (Detonation Shock Dynamics)算法是钝感炸药爆轰过程数值模拟的重要手段,与基于唯象化学反应率的直接数值模拟方法相比,DSD算法具有计算量小的优势。本文介绍了在二维、三维DSD算法研究与程序研制方面所开展的工作与进展情况,包括DSD理论与数值方法的简要概述,以及通过若干典型算例对算法与程序的考核与验证。
利用自主开发的基于量子力学的多尺度计算方法QC-DFT,我们研究了铝的氢脆行为.计算发现：氢原子吸附在铝裂纹尖端表面(crack front surface)的Top位(铝原子正上方)时,在外力加载下,很低的氢吸附浓度(0.2 mL)就能导致该层表面产生脆性裂缝,同时伴随有位错的产生与发射；而在类似的加载条件下,氢原子在裂纹的其他表面吸附时,未发生氢脆现象,但氢原子吸附在Bridge位(铝-铝键正
炸药晶体的撞击/冲击感度控制机制是炸药领域一直以来的挑战。实验上可采用落锤试验测试撞击感度h50％,但h50％值严重依赖实验设备。如报道的BTF炸药的h50％值从21 cm到50 cm,CL-20/TNT的h50％值从30到99 cm,因此,比较不同实验条件下测量的h50％值往往有误导作用。冲击波感度可以用小格板试验测试Pg0,可靠性高,但实验难度较大。当前仅有少量炸药有该性能测试结果,不利于应用
提出了一种将MOF界面重构应用到有限差分计算中的新方法。该方法应用MMALE方法来处理物质界面处的混合网格，同时用有限差分方法来处理远离界面的纯网格，并通过双线性差值来处理拉格朗日网格与欧拉网格之间的信息传递，从而使得MOF方法推广到有限差分的计算中，相对于ALE方法提高了计算效率。多物质ALE方法(MMALE方法)是目前应用比较广泛的ALE方法之一。该方法通过引进混合网格，应用封闭模型理论来更新