基于非球形颗粒离散单元法分析单模块装药药粒散布特性

摘要

为研究全等式模块装药背景下单模块装药点传火过程中火药颗粒群的散布特性及药粒堆积形态,提出三维非稳态气-固两相流模型,在取不同的模块药盒装填位置的初始条件下进行数值模拟,其中柱状火药颗粒由球元法构建。通过离散单元法(DEM)获得的数值结果与试验结果进行比较,发现上述模型是合理可行的,并且比球形颗粒模型更为精确。研究结果表明:在模块药盒初始装填位置距底火端分别为10 mm、40 mm、70 mm和100 mm时,终态药粒分布于模块药盒右端面外侧,依次呈水平堆积和坡状堆积;随着模块药盒与底火端的距离增加,水平堆积轴向长度从293.3 mm减少至203.8 mm,坡状堆积的坡角由22.01°降为19.82°,即随着模块药盒向右移动,药粒水平堆积起点右移,轴向长度呈线性缩短,但坡状堆积轴向长度大致不变,坡度变缓。