3.3.4 有落速和落角时云雾爆轰过程

3.3.4 有落速和落角时云雾爆轰过程

在爆炸抛撒燃料形成云雾研究中,建立了包含落速、落角条件下云雾的运动模型。根据计算可以看出,不同落速和落角条件下,云雾具有不同形貌。对于不同形貌,其中的浓度分布也很不一样。由于关于浓度分布的相关研究还没有较为明确的认识,在此分析有落速和落角条件下云雾爆轰威力场时,暂假设云雾浓度基本均匀,主要分析形貌对云雾爆轰威力场的影响。

选取典型工况,选择落速为0.3Ma(100 m/s)和0.9Ma(300 m/s),落角为90°(垂直)和75°。

图3-35为四种组合条件下典型云雾的形貌。以这些形貌特征的云雾为对象,分析其形成的爆轰威力场。对达到基本稳定时云雾形貌观察测定,图3-36为垂直下落典型云雾的形貌简图。对于有落角时,作为近似,取形貌为垂直下落云雾形貌偏转后的特征尺寸。

图3-35 四种组合条件下典型云雾的形貌

(a)落速0.3Ma,落角90°;(b)落速0.3Ma,落角75°;(c)落速0.9Ma,落角90°;(d)落速0.9Ma,落角75°

图3-36 典型云雾的稳定状态下形貌简图

(a)垂直下落,0.3Ma(约100 m/s);(b)垂直下落,0.9Ma(约300 m/s)

对四种条件中云雾形貌情况下的云雾爆轰冲击波场的发展过程进行了分析计算,对典型位置处的冲击波压力进行了监测纪录。

(1)落速为0.3Ma(约100 m/s),垂直下落为90°。

图3-37给出了不同时刻云雾爆炸场发展过程。计算域为径向半径200 m范围,高度为100 m。

图3-37 云雾爆炸场发展过程(0.3Ma,90°)

图3-38给出了引战配合监测点13(120 m)、14(130 m)和15(140 m)处的冲击波超压曲线,分别为0.048 MPa、0.038 MPa和0.039 7 MPa。

图3-38 监测点处超压时程曲线(彩图见附录)

(2)落速为0.3Ma(约100 m/s),下落角度为75°。

图3-39给出了不同时刻云雾爆炸场发展过程。计算域为径向半径200 m范围,高度为100 m。

图3-39 云雾爆炸场发展过程(0.3Ma,75°)

图3-40给出了引战配合监测点7(-140 m)、8(-130 m)、9(-120 m)、13(120 m)、14(130 m)和15(140 m)处的冲击波超压曲线,分别为0.032 MPa、0.036 MPa、0.041 MPa、0.037 MPa、0.033 MPa和0.030 MPa。

(3)落速为0.9Ma(约100 m/s),下落角度为90°。

图3-41给出了不同时刻云雾爆炸场发展过程。计算域为径向半径200 m范围,高度为100 m。

图3-40 监测点处超压时程曲线(彩图见附录)

图3-41 云雾爆炸场发展过程(0.9Ma,90°)

图3-42给出了引战配合监测点13(120 m)、14(130 m)和15(140 m)处的冲击波超压,分别为0.053 MPa、0.048 MPa和0.044 MPa。

图3-42 监测点处超压时程曲线(彩图见附录)

(4)落速为0.9Ma(约100 m/s),下落角度为75°。

图3-43给出了不同时刻云雾爆炸场发展过程。计算域为径向半径200 m范围,高度为100 m。

图3-43 云雾爆炸场发展过程(0.9Ma,75°)

图3-43 云雾爆炸场发展过程(续)

图3-44给出了引战配合监测点7(-140 m)、8(-130 m)、9(-120 m)、13(120 m)、14(130 m)和15(140 m)处的冲击波超压,分别为0.031 MPa、0.035 MPa、0.04 MPa、0.04 MPa、0.036 MPa和0.032 MPa。

图3-44 监测点处超压时程曲线(彩图见附录)