炸药慢烤热点火起爆数值模拟及试验研究

开发了炸药烤燃热起爆仿真计算程序,烤燃求解器采用交替方向隐格式,起爆求解器采用5阶WENO格式进行计算,实现了炸药受热升温到起爆演化全过程数值仿真计算.使用的交替方向隐格式具有无条件稳定、受网格限制小、求解效率高的特点,烤燃计算中引入液相率β对炸药相变进行描述.以TNT炸药为研究对象开展慢烤热起爆数值模拟研究,得到了炸药局部温度演化和临界点火阈值,并给出相变对烤燃过程的影响规律.同时开展TNT慢烤实验,通过嵌入式热电偶传感器对程序进行了验证,仿真得到的温升曲线及相变平台与实验结果对比良好,证实了计算的可靠性.通过力-热-化耦合的模拟计算,给出了炸药受热后点火区域和演化规律,发现反应初始阶段由温度主导,随着反应进程发展转变为压力主导.

烤燃弹热点火的LS-DYNA数值模拟研究

为了提高弹箭武器的可靠性,必须对其在一定热条件下的安全性进行评估。文中针对研究含能材料热安定性的烤燃试验,建立了烤燃弹的数值计算模型,利用LS-DYNA3D有限元程序中的热力耦合分析功能对烤燃弹在不同升温速率下的内部传热及炸药和壳体热膨胀的准静态过程进行了数值模拟,得到了炸药的点火时间、点火温度、点火位置以及炸药点火前壳体及炸药热膨胀的幅度、烤燃弹中的压力分布、等效应力及等效应变云图。结果表明,随着升温速率的提高,炸药的点火时间是逐渐缩短的,点火时壳体的温度是逐渐上升的;炸药的点火位置同时也是点火前装置中压力的最高点,装置中等效应力和等效应变的最大值出现在炸药中,与壳体相邻的圆柱环形区域。

桥丝式电火工品热点火理论

定义了热点火温度,将桥丝式电火工品的热点火过程分为升温阶段和爆炸阶段。在升温阶段建立桥丝电热升温模型,分别求解恒定电流点火升温时间和电容放电点火升温时间。在爆炸阶段建立绝对超临界化学放热模型,求解爆炸时间。根据热点火温度的定义,求解出热点火温度的表达式。根据本理论,应用MATLAB的数组运算进行桥丝式电火工品的设计,并给出了一个算例。

乳化炸药基质热点火的理论研究

根据有限空间热点火理论对乳化炸药间断工艺过程的乳化罐进行了“当量球”形状处理，结合动力学参数和热物理性能参数首次研究了间断乳化时乳化基质的热点火行为，计算得到了乳化罐器壁、乳化基质物料中心的临界温度和温度场分布。就热安全性而言，乳化基质的乳化工艺温度是安全的。当乳化基质中混有气泡时，或者掺合硫磺粉和铝粉后，其临界温度急剧下降，工艺危险性大大增加。

激光辐照带壳炸药热点火数值计算模型

为优化激光辐照带壳炸药热点火实验设计,探索点火规律,结合激光辐照带壳炸药PBXN-109热点火实验,建立了非线性热传导有限元模型。在分析炸药热响应及金属-炸药接触热阻对热点火过程影响规律的基础上,提出了金属-激光能量耦合系数及金属-炸药接触热阻的确定方法。结果表明:炸药热响应及金属-炸药接触热阻对炸药层温度影响较大,对金属层温度几乎没有影响。在此基础上,结合实测数据,用试错法给出了金属-激光能量耦合系数和金属-炸药接触热阻的取值,建立了激光辐照带壳炸药数值计算模型。

乳化炸药热点火的实验研究

本文就乳化炸药基质和乳化粉状炸药的热点火实验进行了研究。通过爆发点实验和热板实验得到了这两种物料的５ｓ爆发点温度和热板临界着火温度，并与理论研究进行了比较。

二叔丁基过氧化物热点火实验研究

利用快速压缩机提供了压力（0.62～0.67）MPa，温度（498～598）K的点火初始条件，对二叔丁基过氧化物的热点火进行了实验研究。揭示了在一定条件下点火过程分为两个阶段的特性。分析了点火温度和氧含量对每个阶段点火的影响。给出了强弱两类点火发生的条件。

燃烧理论中热点火模型的数学分析

应用上下解方法,在非线性项没有单调性或凸性的条件下,关于正则斜导数边界的问题,得到了当初值大于或等于某一函数时,热点火模型的解在有限时间T内产生爆破,并给出了T的上下界估计。

升温加载下含LLM-105的RDX基浇注炸药热点火细观模拟

为了解加入含能钝感剂2,6-二氨基-3,5-硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)对RDX基浇注炸药热安全性的影响,根据LLM-105的不同含量和晶型,建立了含LLM-105的RDX基浇注炸药二维细观模型。利用有限元方法,考虑LLM-105和RDX的自放热反应,模拟了不同工况下边界升温速率为6K/min的点火行为,分析了含LLM-105的RDX基浇注炸药点火响应规律。结果表明,在持续稳定的加热条件下,浇注PBX炸药匀速升温,RDX先于LLM-105分解放热导致炸药发生毫秒级点火响应;在浇注PBX炸药模型中增加LLM-105含量后,点火源数量减少至10个,点火延滞时间延长至1 926s;细化后无棱角且粒径小的LLM-105颗粒有利于提高RDX基浇注PBX炸药的热安全性。

带梯度项的热点火模型的数学分析

对带梯度项的热点火模型，应用上下解方法及爆破与熄灭、死核等问题的关系，得到了与不带梯度项时的模型相似的结果．

NASA进行阿瑞斯1气枕沉底发动机热点火试车

9月11日，NASA工程师在马歇尔航天中心成功进行了阿瑞斯1火箭上面级气枕沉底发动机热点火试车。此次试车是第1批发动机试验中的首次试验，达到所有预期试验目标，使NASA在美国新航天运输系统研发道路上又迈进了一步。第1批发动机试验将对4台发动机进行试验，试验时间持续到2009年。第2批试验将从2009年2月开始。

小盘高校科技股 全新主题热点火爆登场

本栏从行情演化的全局和战略性高度,在1月13日推出深圳电子元器件板块,在2月2日推出深圳本地股,成为2月份以来走势最为火爆,涌现黑马最多的群体,板块整体涨幅接近25％。这一切最直接的推动力来自深圳将重新恢复发新股。如果说深圳本地股集体大幅上扬是深圳将重发新股点燃的第一把火的话,那么小盘高校科技股将成为深圳重发新股点燃的第二把战火。

动力源火工品点火过程中主装药温度特性数值计算

为研究动力源火工品的点火过程,为其设计提供理论依据,采用数值模拟方法,根据热点火理论建立了描述点火过程的数学模型。通过数值积分得到了在不同点火源温度情况下主装药内部表面附近的温度分布曲线。由分布曲线得到:当点火源温度在2000～3600 K之间变化时,点火发生的位置离开主装药表面的距离在462.8～112.4μm之间,点火延迟期由8222μs缩短到264μs。结果说明点火源温度升高,点火延迟期缩短,当点火源温度升高到2800 K时,延迟时间缩短的趋势变得平缓。

火灾环境下含炸药结构传热问题的数值模拟

为了解火灾环境下含炸药结构的热响应行为，针对其涉及的主要传热学问题，建立了池火灾火焰温升数值模型，碳/酚醛烧蚀层高温热解吸热数值模型，空气夹层复合传热数值模型，以及炸药受热分解放热数值模型。用所建数值模型，计算并获得了含炸药结构在不同温升条件下（恒定值1073 K、1273 K 及本研究所提的火焰实测温升曲线）、不同火焰辐射率（0．1～0．9）和不同空气夹层间壳体表面辐射率（0．1～0．9）下的温度响应和热点火延滞时间。结果表明：火烧30 min 情况下，火焰温度为1273 K 时，内部炸药在28．92 min 已经发生热点火现象。火焰温度为1073 K 和实测温升曲线时，内部炸药最高温度分别为448 K 和535 K。火焰辐射率从0．9降低到0．1时，内部炸药最高温度由535．4 K 降低到344．6 K，热点火延滞时间由1917 s 增加到3520 s。空气夹层间壳体表面辐射率由0．9降低到0．1时，内部炸药最高温度由535．4 K 降低到329．0 K，热点火延滞时间由1917 s 增加到3739 s。

黑火药和单基发射药的电热丝点火实验研究

用实验方法研究了黑火药和单基发射药在电热丝作用下的点火问题 ,测出了实验条件下两种药剂的临界点火电流及点火延滞期 ,并推算出了点火的电热丝温度。

甲醇自发点火特性研究

从实验和数值模拟两方面探讨了甲醇的热点火特性。实验中应用快速压缩机得到了温度与点火延迟期的关系。计算中采用了基元化学反应动力学模型,给出了压力、温度、产物及主要中间反应体的变化历程。对助燃剂二叔丁基过氧化物的活化作用进行了理论分析。

高温热表面上沉积的可燃性粉尘自热着火研究

采用热板实验方法(Hoteplate Test)对沉积在高温表面上的可燃性粉尘的自热着火问题进行了研究,给出了红松锯末沉积层厚度与热表面温度之间的关系,并估算了在该种条件下红松锯末氧化反应的表观活化能。文中对可燃物氧化燃烧反应过程的特性也进行了讨论。

发射药初温和热物性参数对点火性能影响的研究

采用点火模拟试验装置，对几种发射药在常、低温情况下的点火性能进行试验，获得了这几种发射药在不同温度下的点火特征曲线及重要参数，得出了这几种发射药在不同温度下的点火性能差异，并结合点火理论作数值计算，分析了发射药初温对点火性能影响的内在原因，为进一步研究低温下发射药膛内的点火特性及燃烧过程提供依据。

绝热固定床中单颗粒催化剂的着火判据

用无量纲分析法研究并简化了有关绝热固定床反应器中单颗粒催化剂着火问题的数学描述,引入了无量纲着火判据G_(or)来概括催化剂着火所遵循的规律:当特定系统催化剂发生着火时,该系统的格雷数G满足G>G_(or)。不等式右边的G_(or)称为判据,本文讨论了确定G_(or)的数学方法,给出了格雷数临界值G_(or)和催化剂着火温度θ_(or)^-的计算式。当ε→0,B^(-1)→0和α=ε+B^(-1)→0时,给出了θ_(or)的渐近解。还研究了催化剂着火现象的消失,导出了不再发生着火的转交点,确定了催化剂的转交判据G_(tr)=4e^(-2)和相应的转交温度φ_(tr)=2。

美国“航天发射系统”重型火箭研制进展

2016年8月18日，世界上最大的重型运载火箭——在研的“航天发射系统”（SLS）成功进行了RS-25芯级发动机热点火试车。美国以举国之力研制这枚超级火箭的目的是将航天员送往更远的太空，进入到月球附近，并成为人类深空探测的基石。“航天发射系统”将于2018年实现首飞，届时，它将把载有航天员的“猎户座”（Orion）飞船送入太空，最终目的地是火星。