金属桥箔电爆炸驱动飞片过程数值模拟研究

为研究金属桥箔电爆炸等离子体驱动飞片全过程中飞片的性能特征和影响规律,建立了金属桥箔电爆炸驱动飞片全过程的多相流数值计算模型,并进行了数值模拟计算.计算中,利用了相变分数描述金属桥箔由固相到等离子体相的相态转变,采用了考虑粒子数目变化及粒子间库仑作用的高温高压等离子体状态方程描述电爆炸等离子体的形成和运动行为,采用了动网格模型描述飞片的运动.将计算结果与实验结果进行对比分析,计算得到的飞片速度值与实验值的误差小于5%,表明计算模型的准确性较好.基于该计算模型,对总面积相同的双体阵列桥箔和单体桥箔电爆炸等离子体驱动飞片过程进行了数值模拟,计算结果表明,由于阵列桥箔电爆炸过程中等离子体和冲击波的叠加汇聚作用,提高了能量转化效率,使得等离子体及冲击波流场对飞片的驱动力增加,从而提高了飞片的速度.等离子体流场对飞片表面的烧蚀厚度约为0.1μm,飞片的完整性较好.

基于烤燃实验和数值模拟的战斗部装药热安全性

为了研究炸药战斗部装药的热安全性,提出基于烤燃炸药温度、驱动活塞运动速度和反应压力确定反应模型参数并计算分析战斗部装药热安全性的方法。以RDX/Al/Binder炸药为例,采用设计的多点测温和驱动活塞运动速度及燃烧压力测量烤燃实验,分别对装药点火前的热反应温度和点火后的活塞运动速度及反应压力进行测量。通过数值模拟计算,标定炸药热分解反应动力学和燃烧反应模型参数,实现反应剧烈程度的定量描述,采用网格节点分离计算方法计算战斗部壳体的破裂,实现战斗部装药烤燃全过程的数值模拟。研究结果表明,对于战斗部RDX/Al/Binder炸药装药,加热速率越慢,装药点火时间越延迟,其点火区域越接近装药中心区域,壳体破裂越严重,壳体动能越大,装药反应越剧烈。

疾控中心检验科人员的职业危害因素及防护对策

论疾控中心检验科人员的职业危害因素及防护对策。方法 对本疾控中心30例检验科人员进行探讨,分析职业危害因素,并在2021年1月-2021年12月进行常规管理,2022年1月-2022年12月进行职业防护管理,分析防护效果。结果 职业防护管理后,检验科人员的职业危害事件发生率明显降低,防护认知评分明显提升(P<0.05)。结论 对于疾控中心检验科人员,及时进行职业危害因素的分析,并采取对应的防护对策,可降低不良事件的发生,利于提升相关的防护认知,促进检验工作的顺利开展。

激光支持等离子体爆轰波流场研究

采用高速纹影摄影法记录激光支持等离子体爆轰波流场的演化,得到流场冲击波阵面形状和尺寸随时间变化规律。建立激光支持等离子体爆轰波流场演化的物理模型,采用计算流体力学方法模拟计算激光击穿空气后,激光作用时间内及激光作用结束后等离子体流场演化过程。结果表明,纹影摄影法能有效观测到激光支持等离子体爆轰波的传播情况。等离子体爆轰波在激光作用初期为椭球形,随着时间的增加逐渐转变为球形。计算的等离子体爆轰波流场密度分布图与实验结果基本吻合。

激光支持等离子体爆轰波温度的实验测量

高能量激光聚焦空气产生等离子体,等离子体进一步吸收激光能量会形成激光支持等离子体爆轰波。等离子体爆轰波温度是表征爆轰波的一个重要参数,研究等离子体爆轰波温度对于深入了解激光支持等离子体爆轰波形成机理有重要意义。分析了激光聚焦空气形成等离子体爆轰波过程和影响等离子体爆轰波温度的主要因素。采用多通道瞬态光学高温计,测量了不同激光发射能量下空气中形成的激光支持等离子体爆轰波的辐射强度,获得了一系列等离子体爆轰波温度动态变化曲线。测量结果表明:等离子爆轰波温度在随时间演化过程中出现3个峰,最高温度在7 000~10 000 K范围内;激光能量与等离子体爆轰波温度没有明显的相关性。

高能固体推进剂冲击起爆特征研究

为了研究高能固体推进剂的冲击起爆行为,对推进剂进行了冲击加载下的拉氏分析实验。采用锰铜压力计测量了推进剂中不同位置的压力历程,分析了推进剂爆轰压力、爆速及爆轰成长距离等爆轰特性。采用拉氏分析实验计算模型、弹塑性流体动力学材料模型及点火增长模型反应速率方程对推进剂的冲击起爆过程进行了数值模拟。根据拉氏分析实验结果,标定了推进剂点火增长模型反应速率方程参数。

自身免疫性胶质纤维酸性蛋白星形细胞病患者的护理

目的总结4例自身免疫性胶质纤维酸性蛋白星形细胞病患者的护理经验,为临床护理提供参考。方法对4例自身免疫性胶质纤维酸性蛋白星形细胞病患者进行免疫球蛋白、肾上腺皮质激素冲击治疗及对症治疗;同时加强治疗护理、症状护理、并发症护理及心理护理。结果4例患者住院9~30d好转出院。出院后患者每月到门诊复查,1例遗留轻度认知功能障碍,2例遗留双下肢轻度乏力,1例症状恢复良好。结论精准强化治疗及全方位护理,是提高疗效和促进患者康复的重要保障。

壳装炸药殉爆实验和数值模拟

进行了壳装固黑铝炸药殉爆实验,通过观察残留炸药、壳体和见证板变形,判断被发炸药的爆炸情况,得到了炸药临界殉爆距离。建立了壳装炸药殉爆实验计算模型,采用非线性有限元计算方法,对壳装固黑铝炸药殉爆实验进行了数值模拟。计算中采用预设壳体单元破片方法描述主发炸药壳体破片的形成和破片对被发炸药的撞击起爆,炸药临界殉爆距离的计算结果与实验结果基本一致。主要是主发炸药中部的壳体破片撞击到被发炸药,被发炸药起爆位置也在装药中部。炸药壳体厚度主要影响破片速度和质量、被发炸药的防护性能,从而影响炸药临界殉爆距离。

炸药殉爆实验和数值模拟

为解决炸药殉爆实验可以给出炸药殉爆条件,但不能得到炸药爆炸过程细节的问题,进行了固黑铝(GHL)炸药殉爆实验,通过观测残留炸药和见证板变形,判断被发炸药爆炸情况.并采用非线性有限元计算方法对炸药殉爆实验进行了数值模拟计算.计算模型中主要考虑了主发炸药爆炸冲击波在空气中的传播及其对被发炸药的冲击起爆.用欧拉法描述主发炸药及周围空气介质,用拉格朗日法描述被发炸药和见证板.通过数值模拟计算,分析了炸药殉爆过程中,被发炸药爆轰波的成长历程.结果表明:被发炸药起爆点位于药柱下端,爆轰波先向下传播,使底部炸药先爆炸,然后转为向上传播起爆整个炸药柱;炸药底端压力不高,远低于炸药C-J爆压,对见证板的破坏作用较小.

固体火箭发动机撞击靶板安全性数值分析

为研究固体火箭发动机撞击安全性，建立了固体火箭发动机撞击靶板的计算模型，模型中发动机的推进剂装药采用点火增长反应速率方程。采用非线性有限元流体动力学方法，对发动机径向撞击靶板过程进行了数值模拟，分析了不同撞击速度下发动机中推进剂装药的反应情况。计算结果表明，发动机径向撞击靶板爆炸的临界速度范围为150～200m／s；低强度多次撞击过程中推进剂会发生延迟爆轰情况。

炸药颗粒压制成型数值模拟

分析炸药压药过程中细观的力学行为,能够为改进压药工艺和提高炸药元件质量提供理论依据。建立了模压条件下炸药颗粒压制成型的计算模型。模型中炸药颗粒被认为是直径相同的球形颗粒,并按一定规律排列。利用非线性有限元计算方法,对炸药颗粒压制成型过程进行了数值模拟计算,分析了压制过程中炸药颗粒变形、受力和温度变化情况。结果表明:药粒在压缩中存在运动和变形两个阶段。在药粒运动阶段,应力集中主要出现在颗粒与约束面的接触部分;药粒进入了塑性变形后,药粒内部压力迅速升高且压力趋于一致。压缩过程中药粒温度升高,药床接近密实状态时,药床中心处药粒温度最高。

低冲击下固体推进剂延迟起爆现象

为了研究固体推进剂在低强度冲击作用下的延迟爆轰现象(XDT),设计了2次冲击波加载的双隔板实验。用X光摄像技术观测了推进剂在低强度冲击作用下的延迟起爆现象。建立了推进剂双隔板实验计算模型,运用非线性动力学有限元方法对推进剂的双隔板实验进行了数值模拟,得到推进剂在2次独立冲击波加载作用下的压力历史,分析了推进剂发生延迟爆轰的受力过程。结果表明,在强度较低的冲击波作用下,该推进剂会发生XDT现象,对推进剂重复冲击加载作用和推进剂在加载作用下的敏化程度是控制XDT现象发生的主要因素。

低强度冲击下炸药点火的数值模拟

为了研究炸药在低强度冲击下的反应特性,根据标准的Steven试验建立了数值计算模型,采用热力耦合模型和Arrhenius方程描述炸药的热反应,对不同速度弹头撞击炸药过程进行了数值模拟计算,获得了炸药点火的弹头阈值速度,分析了弹头形状对炸药反应的影响。计算结果表明,在弹头阈值速度下,炸药点火存在一定的延迟时间,随着弹头速度的增大,延迟时间缩短;弹头形状会影响炸药受力过程,使炸药点火特性发生变化。

空气中激光支持爆轰波实验及理论分析

为了研究激光击穿空气产生的等离子体爆轰波形成机制和传播规律,利用高能量CO2激光器产生强激光,进行了空气中产生激光支持等离子体爆轰波实验。实验中:设置了诱导靶板,用于诱发和定位空气中的激光支持爆轰波;以激光器升压过程球隙放电产生的光信号作为触发源,触发高时间分辨率(纳秒级)的高速相机,记录了激光支持爆轰波的成长和传播全过程。分析了激光支持爆轰波的形成机理和传播规律。采用C-J爆轰理论,计算了激光支持爆轰波的压力和温度。研究结果表明:激光支持等离子体爆轰波形成初期,等离子体爆轰波发光体为球形;随着时间增加,等离子体爆轰波发光体的形状类似流星,且头部为等离子体前沿吸收层,亮度较高,而尾部等离子体温度较低,亮度较弱。等离子体爆轰波高速向激光源的方向移动,爆轰波速度高达18 km/s,温度约为107K。随着激光强度的减弱,爆轰波速度迅速按指数规律衰减,当爆轰波吸收的激光能量不能有效支持爆轰波传播时,爆轰波转变为冲击波。

药柱等静压实验和数值模拟计算

进行了炸药柱等静压实验,用热电偶测量了药柱压制成型过程中的内部温度,建立了药柱在等静压下的热力耦合模型。对炸药柱保压阶段进行了数值模拟计算,得到等静压条件下药柱内部压力和温度变化,分析了药柱形变,压力和温度分布。结果表明:在等静压下药柱各表面均有明显的向里凹陷的现象,在受力过程中炸药内部温度升高,并存在温差,内部压力分布不均匀。

多点起爆炸药形成平面波数值模拟分析

为了获得体积小，平面性好的炸药平面波发生器，设计了4点起爆薄层炸药形成平面波的物理模型，用非线性有限元方法对平面波形成过程进行了数值模拟，得到了不同时刻的波形图像，输出平面波波形时间差小于0．05μs。研究结果可为多点起爆炸药平面波发生器的设计提供依据。

PBX药柱温升过程中的性能变化研究

为全面了解温升过程中PBX药柱温度、应力和尺寸变化情况,利用瞬态-应力耦合有限元法对药柱温升过程进行模拟。结果显示:药柱温升过程中,热量逐渐向内部传递,初始升温阶段应力增大很快,最大达到2.37MPa,随着内外温差的减小而逐渐减小;药柱尺寸增大,密度减小约0.008g.cm-3。通过模拟可以初步确定药柱温升过程内部应力变化规律,预估尺寸和密度变化量,优化设计了一种炸药加热工艺,即将加热分四段进行,尽量降低升温速率,保证至少1800s的恒温时间。

铁电体电源起爆金属桥箔的数值计算分析

为探讨铁电体电源对金属桥箔的起爆作用,对冲击波作用下PZT95/5铁电体对铜桥箔的放电过程进行了数值计算。通过引入金属桥箔电阻非线性变化的FIRESET模型,考虑回路电感及回路电阻,计算了负载为铜桥箔时的铁电体的电响应。讨论了铁电体并联数量、回路电感对桥箔爆炸特性的影响。计算结果表明:当并联排列的铁电体电极面积达到0.006 m2以上时,在桥箔上可产生高于100 GA/m2的电流密度,能够有效起爆桥箔。而回路中存在适当的电感将有利于铁电体电源起爆桥箔。计算方法和结果能够为起爆金属桥箔的铁电体电源设计提供理论根据。