基于伯努利方程舱室内爆炸准静态泄压过程研究

为了研究舱室内炸药爆炸泄压过程参数变化规律,基于伯努利方程推导给出了一种计算泄压过程中准静态压力及速度时间历程的简化计算公式。采用自主开发的程序开展了不同泄压口大小、不同质量炸药下舱室内爆炸泄压数值计算,通过理论与数值计算结果的对比分析了公式中等熵指数的取值及影响因素。研究结果表明,泄压口大小对等熵指数影响很小,而炸药质量对等熵指数影响较大,随着炸药质量增大,等熵指数不断减小并趋于1.0。

舱室内爆炸压力载荷测试方法研究

针对装药在密闭或准密闭舰船舱室内的爆炸实验,研究首次反射冲击波和准静态压力两种毁伤压力载荷测试方法。分析了舱室内装药爆炸形成的首次反射冲击波和准静态压力两种载荷的频率与幅值特性,阐明了采用不同频响传感器分别进行测量的必要性和合理性;提出了采用高频压电传感器测量首次反射冲击波和低频压阻传感器测量准静态压力的传感器选型方法;给出了专用工艺工装设计以及传感器布设方法,其中尼龙套筒工装可有效起到绝缘和衰减应力波的作用,其内腔传压管设计可有效消除爆炸产生的高频信号和光、热信号对压阻传感器的干扰,从而保证了测试精度。进行了模拟舱室内的装药爆炸实验,所得测试数据与经典公式计算结果一致性良好。研究结果表明:所提出的舱室内爆炸毁伤压力载荷并行测试方法以及工艺工装设计合理可行,能够在获取足够精度的反射冲击波数据基础上更加精确地获取准静态压力峰值及衰减规律;为了准确获取舱室内爆炸压力载荷数据,在合理预估待测信号幅值范围前提下,首次反射冲击波测试采样率应为兆赫兹量级,准静态压力测试采样率应为千赫兹量级;为了防止干扰信号对测试的影响,应采用尼龙套筒工装并采用过盈配合的安装方法。

密闭多舱室内柱形气云爆炸过程二维数值模拟

为了研究密闭多舱室空间内爆炸波传播过程及舱室壁面爆炸载荷分布特性,采用三阶WENO有限差分格式,编写了多舱室内爆炸冲击波二维数值计算程序。利用平面激波与矩形方腔相互作用实验验证了本文数值程序的可靠性与正确性。采用验证的程序开展了密闭多舱室内柱形高压气云爆炸波数值计算研究,探讨了多舱室内爆炸波传播路径,不同舱室内部爆炸载荷特性及爆源位置对爆炸载荷特性的影响规律。本文研究可为工程抗爆结构设计及爆炸毁伤评估提供一定的参考和指导。

舱内爆炸大鼠血液动力学的早期变化

背景:已证实冲击波和烟雾均可引起机体显著的血流动力学紊乱,但对冲击波烟雾复合伤时血流动力学特点少有文献报道。目的:探讨舱室内爆炸复合有害气体对大鼠血流动力学早期变化的影响,评价脑钠肽做为冲击波烟雾复合伤早期检测损伤指标的可行性。设计、时间及地点:随机分组,动物实验观察,于2006-08/2007-08在解放军第三军医大学大坪医院野战外科研究所完成。材料:纳入健康雄性SD大鼠104只,随机分为3组:正常对照组8只,爆炸损伤组48只,复合损伤组48只。方法:将大鼠按模拟战位固定于模拟舱室内,0.4g黑索金点纸质爆源置于舱室中心爆炸,模拟冲击波烟雾复合伤模型。复合损伤组大鼠在爆炸后放置100s取出,爆炸损伤组大鼠爆炸后立即取出,正常对照组不做处理。主要观察指标:大鼠于伤后1,3,6,12,24,72h再次麻醉后行动脉插管观察心功能变化,并采血,运用双抗体夹心法检测血浆脑钠素蛋白水平,取心脏病理标本观察心肺组织病理变化。结果:与正常对照组比较,爆炸损伤组和复合损伤组大鼠心肺病理形态学,均有明显改变,且复合损伤组比爆炸损伤组损伤严重。爆炸损伤组和复合损伤组大鼠血浆脑钠肽在各时相点均高于正常对照组(P<0.05),复合损伤组高于爆炸损伤组(P<0.05)。左室内压最大下降速率、左室收缩压、平均动脉压与脑钠肽质量浓度的变化一致,而左室内压最大上升速率则呈负相关性。结论:脑钠肽可做为冲击波烟雾复合伤早期检测损伤指标,舱内爆炸烟雾复合伤对心肺损伤较单纯爆炸损伤更加严重。

舱室结构在舰炮弹药打击下毁伤评估仿真研究

设计了由2个舱室组成的某典型舰船舱室模型,通过数值仿真研究了奥托·梅拉76 mm舰炮半穿甲弹在舱室内爆炸对舰船舱室结构的毁伤效应。获得了奥托·梅拉76 mm舰炮半穿甲弹在舱室中心爆炸后在舱室甲板处冲击波超压峰值。利用爆炸冲击波对人员和设备的毁伤判据,评估了奥托·梅拉76 mm舰炮半穿甲弹在舰船舱室内爆炸后对舱室内人员及设备的毁伤效能。