【摘 要】
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爆轰加载产生高能射流的过程是一个包含炸药爆炸放能、爆轰波传播和材料在极端条件下动力学行为等因素的复杂物理过程,深入研究其动态行为具有十分重要的科学研究价值。与传统药型罩聚能射流不同,爆轰加载带孔(毫米级)金属飞片时,金属小孔处材料受冲击波压缩作用会发生挤压、对碰,进而形成高速小孔射流。本文以联合实验诊断技术为主研究爆轰作用下金属飞片开孔处产生的高速射流动态行为,分析炸药中心起爆和偏心起爆对小孔射流
【机 构】
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中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621999
【出 处】
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2018第十二届全国爆炸力学学术会议
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爆轰加载产生高能射流的过程是一个包含炸药爆炸放能、爆轰波传播和材料在极端条件下动力学行为等因素的复杂物理过程,深入研究其动态行为具有十分重要的科学研究价值。与传统药型罩聚能射流不同,爆轰加载带孔(毫米级)金属飞片时,金属小孔处材料受冲击波压缩作用会发生挤压、对碰,进而形成高速小孔射流。本文以联合实验诊断技术为主研究爆轰作用下金属飞片开孔处产生的高速射流动态行为,分析炸药中心起爆和偏心起爆对小孔射流形貌、速度、密度等物理量的影响,同时,基于自助开发的二维欧拉计算方法对爆轰波的传播过程、小孔射流的形成与动态演化过程进行数值模拟,探索爆轰驱动金属小孔射流的形成机理。本文借助高速分幅照相技术,对不同时刻小孔射流形貌进行了光学观测,获得了其动态演化图像;采用中能X照相技术,对小孔射流空间密度进行了实测;采用激光干涉测速系统,获得了小孔射流的头部速度和金属飞片自由面速度。研究结果表明:中心起爆和偏心起爆时,小孔射流速度头部最高纵向速度均超过9 km/s,偏心起爆下受爆轰波斜加载作用射流头部明显偏转,横向速度约3 km/s;射流形貌呈纺锤状,头部和尾部较细,而中间部分钝粗;X射线照相结果显示,射流头部和中部为高速、低密度的散碎物质,而尾部为低速、高密度密实物质。对比数值模拟结果与实验测量结果发现,两者能够一致吻合,说明该计算方法具有较高的置信度。精密实验诊断技术和可靠的数值模拟技术相结合,能够深入揭示爆轰加载下冲击波的传播、金属小孔射流的形成及演化机制。
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