空中爆炸流场的数值模拟方法研究

摘要

对于复杂外形装药爆炸的近区流场模拟,以及爆炸波作用下结构的运动和变形问题,目前的数值模拟手段仍有一些不足。本文采用一种炸药、爆轰产物、空气三种组分的统一计算模型,可用于复杂外形装药的近区爆炸的模拟。采用非结构动网格技术模拟冲击波作用下物体的运动,采用改进的弹簧近似模型实现网格运动,提高了网格变形的能力。模拟了空气中球形装药爆炸,计算结果在距药球表面5cm的位置仍与实验值符合良好。模拟了某型驱动管中柱状装药的爆轰过程,显示了本文方法对爆炸近区流场的模拟能力,计算结果具有较高的精度。模拟了冲击波作用下卡车的运动,表明了本文方法具有较强的网格变形能力,能够应用于爆炸波与运动物体相互作用的数值模拟中。