冲击波超压

摘要： 针对传统冲击波测试方法不能获得准确的冲击波压力曲线和电测法在复杂的试验环境中系统调试、安装不便以及人员安全性的问题,提出基于FPGA+ARM的冲击波超压测试系统。该系统中FPGA控制A/D模块并行采集冲击波超压,将结果通过千兆以太网实时传输至上位机,同时设计USB2.0接口进行数据导出,实现系统的在线与离线采集功能。测试验证结果表明,该系统的在线与离线采集功能可靠,可以获得准确的冲击波压力曲线。

摘要： 针对爆炸冲击波信号重构问题,引入深度卷积神经网络(DCNN)捕捉冲击波信号的局部信息和高阶特征,引入双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)捕捉冲击波超压数据时序依赖关系,进而构建了基于深度学习的爆炸冲击波信号重构模型。相关实验研究表明,本文构建的爆炸冲击波信号重构模型,综合考量了信号的时序关系、频谱特征、数据变化规律等特征信息;在基于有限测点数据的冲击波场压力分布重构实验中,模拟和实测超压峰值平均误差分别为3.53%和13.71%,正压作用时间平均误差分别为7.35%和14.26%,比冲量平均误差分别为4.02%和11.92%;在基于残缺数据的冲击波压力曲线重构实验中,模拟和实测信号重构的缺失值与原始值基本吻合,且偏差均在0附近;均满足爆炸冲击波压力重构指标要求。研究结果对爆炸冲击波信号重构有重要指导意义。

摘要： 为研究直通巷道内小药量裸露药包爆炸冲击波的传播特性,在某矿区7中段巷道中进行小药量裸露药包试验,对测得的爆炸冲击波进行分析。结果表明,单侧开口直通巷道中裸露药包爆炸时,各测点压力均先迅速升高后震荡衰减至初始状态。根据爆心距(R)与巷道等效直径(d)的关系,将爆炸冲击波分为爆炸近区、爆炸中区、爆炸远区3种类型:爆炸近区,冲击波超压主要受入射波控制,叠加现象不明显;爆炸中区,冲击波叠加现象明显,波形中出现多个中间无负压状态的连续峰值,甚至出现反射波压力大于入射波的现象;爆炸远区,冲击波的反射叠加作用使得峰值的正压作用时间继续升高。拟合得到冲击波超压峰值、正压作用时间、比冲量公式,其与实测数据平均相对误差不超过14.45%。研究结果对巷道爆破冲击波分析与防护有一定的指导意义。

摘要： 为评估LPG球罐发生BLEVE过程中超压与热耦合效应对化工企业抗爆控制室和避难所选址的影响,采用TNO多能法数学模型计算冲击波超压,采用多源数学模型计算火球热辐射。编写MATLAB计算程序,并应用ANSYS模拟二者破坏效应的耦合作用。LPG球罐发生BLEVE过程中,爆炸冲击波的传播速度、持续时间和火球的传播速度、持续时间不同,爆炸冲击波主要在燃料高速抛散的初期形成,之后基本与火球脱离。分别模拟计算冲击波超压和火球热辐射对抗爆控制室和避难所的影响,结果表明:抗爆控制室选址只需考虑爆炸冲击波的影响;避难所选址需要考虑冲击波超压和火球热辐射作用双重影响。在研究基础上提出,LPG球罐附近人员逃生的避难所应设置在球罐防火堤外紧邻防火堤处的地下,应具有抗震、防渗、防火、防中毒窒息等功能。人员应在BLEVE发生前进入避难所才能逃生。

摘要： 在激光惯性约束聚变等实现极端物理效应的科学装置中,能源系统需要输出高峰值、高上升率的脉冲电流。气体间隙开关中的大电流电弧膨胀时,伴随产生极强的冲击波超压,影响开关性能和安全。基于电弧能量平衡理论,得到了强流脉冲电弧通道半径和冲击波超压峰值的解析表达式。根据理想混合气体的绝热指数计算方法,分别计算了O_(3)体积分数为20%、40%、60%情况下,O_(3)/N_(2)、O_(3)/He、O_(3)/Ar混合气体的绝热指数及电弧抗膨胀系数,结果表明,O_(3)与单原子分子气体混合时,O_(3)含量越高,电弧抗膨胀系数越大。计算分析了不同燃弧气氛下的电弧通道半径和冲击波超压峰值,结果表明,O_(3)与He、Ar等单原子分子气体混合作为燃弧气氛时,能有效降低电弧冲击波超压峰值。

摘要： 针对爆炸冲击波致脑损伤的防护问题,开展基于爆炸冲击波的头盔防护性能研究,结合壁面压力传感器和颅脑模拟靶标,形成不同头盔结构和头盔内不同位置的冲击波防护试验测试方法,获取模拟靶标前额、颅顶和颅后的压力-时间变化曲线,分析爆炸冲击波在有/无防护条件下的颅脑表面传播规律。试验结果表明:头盔均能有效削弱冲击波超压,前额超压峰值可从无防护的352.57 kPa削弱至戴QGF-03式头盔的151.31 kPa,戴上全盔后则可削弱至11.36 kPa;冲击波在有防护的颅脑靶标传播过程中易发生绕射和叠加汇聚效应,与无防护相比,QGF-03式头盔内颅后超压提高了50%~100%,FAST头盔内颅后超压提高了9%,盔内压力作用时间显著增长,其中防护面罩可以大幅削弱爆炸冲击波对头部的作用,对前额和面部冲击波超压的削弱可达75%;全盔防护效果最好,能在前额、颅顶和颅后三处分别削弱90%、87%、80%超压峰值,密闭性对冲击波防护具有积极作用。

摘要： 为了研究缓冲材料EPS对水下爆炸能量的衰减作用,在爆炸水池内起爆有EPS包裹的雷管,采用压力传感器测量水下固定爆心距点爆炸冲击波,采用振动传感器测量实验水池近地面固定点振动。结果表明:EPS缓冲柱体半径按梯度增大,压力测点冲击波超压、比冲击波能以及振动测点竖直方向振动速度都衰减显著;在缓冲柱体半径R≥80 mm时,水下爆炸脉动波弱化或消失;增加EPS缓冲材料的密度,可有效衰减压力测点爆炸能量,但对振动测点速度衰减影响较小;压力测点爆心距增加,测得爆炸能量减小,但能量衰减率不一定因有EPS材料缓冲而提升。导出式(1)可根据实际防设点的爆心距和药包半径来近似设计水下爆炸EPS缓冲材料厚度和密度。

摘要： 为了实现低附带毁伤弹药的近场爆炸威力增强效应,提出在分装式低附带毁伤弹药的重金属颗粒嵌层中加入活性元成分,以期增强近场超压与比冲量。开展了不同含量活性元的静爆实验,利用自由场压力测试系统测得爆炸后近场及中远场的冲击波压力曲线。结果表明:在重金属颗粒嵌层中加入一定含量的活性元后,冲击波超压峰值和比冲量在37.5倍装药直径处分别提高31.6%和21.3%。根据实验结果,利用数值模拟确定了Miller反应速率模型参数,讨论了活性元后燃反应能量释放规律以及活性元组分反应度随时间的变化关系,在充分燃烧的理想情况下,活性元二次燃烧持续时间可达300 ms,且活性元含量区间极有可能存在最优配比。研究结果可为分装式低附带毁伤武器的近场冲击波区域增强效应及其工程化设计提供参考。

摘要： 为解决复杂建筑结构环境下,冲击波模拟成本与计算精度之间的矛盾,提出利用低成本建模提取超压,再通过修正获得高精度超压的快速估算方法.首先,通过建模分析入射超压的模拟误差,给出精细网格密度下限值λlim;然后,进一步大量建模,对超出λlim限值的粗网格模拟超压进行修正,并拟合出超压修正系数公式;最后,利用修正系数进行超压估算与验证.研究结果表明:超压模拟误差随着网格密度的增大而减小;利用低成本粗网格建模模拟并加以修正后获得的估算超压值与理论值、试验实测值的误差较小;粗网格模型估算超压值的计算精度与高成本精细网格模型相当.

摘要： 为研究瓦斯压力对煤与瓦斯突出冲击波传播的影响,自主研制了一套突出煤—瓦斯两相流模拟实验系统,开展了不同瓦斯压力条件下的煤—瓦斯两相流运移规律模拟实验,实现了对突出过程巷道内突出煤—瓦斯两相流运移的可视化监测.实验结果表明:煤与瓦斯突出是一个从突出口开始迅速向煤体内部发展的动力过程,期间瓦斯压力存在多次上下波动;突出过程中巷道内的冲击波超压呈现正压相与负压相交替变化的局面,同时冲击波超压特征值随初始瓦斯压力的增大而呈对数函数递增趋势;冲击波超压在巷道中传播是一个不断衰减的过程,前期衰减较慢,后期衰减加快.

摘要： 所有绝热冲击波都满足流体力学相容关系，在波阵面上，如果已知某一个参数值，则其余所有冲击波参数可以单值地确定出来。依据这一原则，采用高速摄像判读出冲击波波阵面的传播速度，进而计算出冲击波超压，并将其与实测超压及经验公式计算超压进行对比，验证了通过高速摄像测量波阵面运动速度的方法间接求得冲击波超压的可行性和准确性，为爆炸冲击波参数测量提供了一种十分有效的非直接测量方法。

摘要： 基于单层球壳结构特性与炸药爆炸的特点，应用有限元通用程序ANSYS/LS-DYNA建立大跨空间结构在内爆炸作用下的数值模拟计算模型并进行验证，对不同尺寸的球壳结构进行冲击波超压的理论计算与分析，得到冲击波在结构内部的传播规律。对现有空爆冲击波超压计算公式进行修正，得到适合于球壳内爆炸冲击波超压分布规律的近似计算公式。

摘要： 硝酸铵作为一种强氧化剂,在受热、碰撞、摩擦等条件下具有非常危险的特性.为了研究其危险特性,为消防安全储存提供借鉴,本文首先分析了分解机理,按照硝酸铵分解爆炸的反应式求算硝酸铵爆炸产生的TNT当量.其次,根据冲击波超压的计算方法,得出冲击波超压、爆炸半径以及最大储存量之间的关系.最后得到,在已知混凝土容许应力和与边墙距离的情况下,硝酸铵的最大储存量.按照该方法计算的最大储存量进行储存,将有效降低爆炸危险.

摘要： 利用高压管束储气在采用压缩天然气供应的城镇天然气供应技术领域具有独特的优势,但从设计方面并没有相关可以采用的标准和法规,因此在建设过程中会产生是否安全的疑问。涉反高压管道的安全评价很多,特别是在长输管道的建设与运行管理过程中,但针对高压管束的安全性评价不常见。本文根据高压容器破裂形成的冲击波超压计算原理提出了高压管束储气设施的安全性评价方法并给出了安全距离参考。

摘要： 爆炸药量和爆炸位置的确定是意外爆炸事件侦破、定性的关键.通过典型破坏标志物的选取与冲击波超压及比冲量的定量计算,探讨了一种通过爆炸现场破坏情况反推计算爆源药量和爆心位置的方法,给出了对比距离的概念以及几种破坏标志物的破坏冲击波参数估算公式,并结合算例详述了反推计算的基本步骤.反推计算方法的基本计算思路就是利用能量分析法,通过对现场破坏标志物的分析,计算其冲击波超压或比冲量,进而根据冲击波超压和比冲量的经验计算公式反算出标志物的破坏对比距离,由对比距离推算出药量和爆心位置.

摘要： 殉爆试验由一个爆轰的弹药(主发弹)和几个相邻的同样的弹药(被发弹或假弹)所构成,其目的是测定反应从一发弹药向一组弹药或一堆弹药中任何一发传爆的可能性.采用见证板和空气冲击波超压作为试验反应级别的评判依据,用该方法对装填有RHT-906和JB-9014炸药样品的弹药模型进行了殉爆试验研究.试验结果表明:装填RHT-906炸药样品的弹药发生部分爆轰反应,装填JB-9014炸药样品的弹药发生爆燃反应.

摘要： 本文介绍了燃料空气炸药(FAE)爆炸参数测试的基本方法,并利用实测TNT爆炸冲击波超压数据,拟合得到△P～R关系式,同时与文献中提供的几种TNT的△P～R关系式进行了比较.文中也利用这些关系式对文献数据进行了TNT当量比计算和相对误差分析,其结果表明计算数据差别很大,甚至相差两倍以上.鉴于目前国内对FAE爆炸参数测试和爆炸威力评价存在显著差异,本文作者认为采用标准统一的FAE爆炸参数测试和爆炸威力评价方法是非常必要的。

摘要： 本文针对一起硝酸铵爆炸事件,通过硝酸铵冲击波超压计算和现场实际情况对比,提出应主要考虑冲击波超压的对建筑物和人员的损害作用,同时应考虑爆炸震动和飞散物的影响.

摘要： 利用汽车作为工具进行爆炸作案及爆炸恐怖活动已越来越普遍,其往往造成巨大的破坏作用或对社会稳定带来不利影响.本文针对不同车型,布设多种实验现场,对于放置在车内不同位置的炸药爆炸所形成的冲击波压力进行了测试;结果表明,车体结构对爆炸压力的分布有很大影响,不同位置处的爆炸压力差别较大,但相同距离处压力要高于炸药在空气中爆炸时的压力值.

摘要： 利用汽车作为工具进行爆炸作案及爆炸恐怖活动已越来越普遍,其往往造成巨大的破坏作用或对社会稳定带来不利影响.本文针对不同车型,布设多种实验现场,对于放置在车内不同位置的炸药爆炸所形成的冲击波压力进行了测试;结果表明,车体结构对爆炸压力的分布有很大影响,不同位置处的爆炸压力差别较大,但相同距离处压力要高于炸药在空气中爆炸时的压力值.

摘要： 提供一种冲击波会聚装置，用于使成为心律不齐的原因的心肌组织凝固坏死的冲击波消融系统。冲击波发生装置(10)包括：具有凹面(11a)的冲击波会聚装置(11)、插入该冲击波会聚装置(11)内的光纤(12)、引导该光纤的筒状的导管(13)、在光纤(12)的前端构成填充液体的空间的封入体(14)、以及填充在该封入体(14)内的液体(L)。冲击波会聚装置(11)包括具有中心孔(11b)的环状的结合部(16)、以及从该结合部(16)的边缘部朝着前方地向外弯曲、且弹性地设置于该结合部(16)的边缘部的16片翼部(17)，通过使翼部(17)相对于结合部(16)转动而能进行折叠。

摘要： 提供一种冲击波会聚装置，用于使成为心律不齐的原因的心肌组织凝固坏死的冲击波消融系统。冲击波发生装置(10)包括：具有凹面(11a)的冲击波会聚装置(11)、插入该冲击波会聚装置(11)内的光纤(12)、引导该光纤的筒状的导管(13)、在光纤(12)的前端构成填充液体的空间的封入体(14)、以及填充在该封入体(14)内的液体(L)。冲击波会聚装置(11)包括具有中心孔(11b)的环状的结合部(16)、以及从该结合部(16)的边缘部朝着前方地向外弯曲、且弹性地设置于该结合部(16)的边缘部的16片翼部(17)，通过使翼部(17)相对于结合部(16)转动而能进行折叠。

摘要： 本发明公开一种考虑方向性的管道物理爆炸冲击波超压计算方法，该方法首先假定管道内长度为kD、直径为D的圆柱体的压缩气体提供了物理爆炸形成冲击波的能量，通过公式计算管道物理爆炸能量，接着计算目标位置距离爆炸中心的无量纲距离，并通过Baker‑Tang压力容器物理爆炸超压‑距离关系图得到目标位置对应的理想无量纲超压，然后计算实际无量纲超压，进而得到目标位置的实际冲击波超压。该方法给出了定量的爆炸冲击波超压的计算方法，且计算结果准确。

摘要： 本发明涉及一种钢筋混凝土防护门前爆炸坑道内部冲击波超压折减系数的计算方法，包括以下步骤：步骤S1：进行N次有防护门的爆炸试验；步骤S2、进行与步骤S1次数相同的无防护门的爆炸对比试验；步骤S3、设定超压折减系数为η，在相同装药量条件下，对于无防护门试验和有防护门试验在同一位置测定的ΔP0、ΔP1，则有由量纲分析得：步骤S4、根据N次有防护门试验和无防护门试验的系列试验数据，对试验实际测定的超压折减系数η进行线性拟合，得到超压折减系数η的具体表达式。本发明所提供的计算公式，可以在各相关参数已知的条件下，直接计算出钢筋混凝土防护门前爆炸坑道内部冲击波超压折减系数，能够直接应用于防护门抗爆防护作用的评估。

摘要： 本发明涉及一种结构中爆炸泄入坑道内部冲击波超压药量等效系数的计算方法，所述计算方法包括以下步骤：步骤S1、进行N次结构中爆炸试验；步骤S2、依据步骤S1中所得△P，计算在坑道开口端中心部位爆炸条件下同一位置产生相同超压△P所需的等效药量ω；步骤S3、设置药量等效系数为ω/Q，Q为实验药量，由量纲分析得：步骤S4、将试验数据及与实验数据相对应的计算数据进行拟合，得到等效药量具体表达式。本发明可依据装药量Q、坑道等效直径D、爆心高度H、基体抗压强度σc、结构配筋率ρ，直接计算结构中爆炸时，泄入坑道内部冲击波超压的药量等效系数，利用该系数，可对炸药能量的分配规律做出快速准确的判断，从而对坑道工程的毁伤做出合理预估。

摘要： 本发明涉及一种坑道口部结构中爆炸坑道内部冲击波超压折减系数的计算方法，所述的坑道两端开口，一端开口上方设有防护结构，包括以下步骤：步骤S1、进行N次空爆试验；步骤S2、进行M次结构中爆炸试验，M＞N；步骤S3、设定超压折减系数为η，在相同装药量条件下，对于空爆试验和结构中爆炸试验在同一位置测定的ΔP0、ΔP1，则有步骤S4、根据N次空爆试验和M次结构中爆炸试验的系列试验数据，拟合得到超压折减系数的具体表达式。本发明所提出的一种坑道口部结构中爆炸坑道内部冲击波超压折减系数的计算方法，该系数可直接体现坑道口部结构对结构中爆炸时泄入坑道中的空气冲击波的折减效果，可对结构的抗爆防护作用进行直观评价。

摘要： 本发明公开了一种覆盖层中爆炸地下工程内部爆炸冲击波超压计算方法，步骤一、弹药在覆盖层中爆炸地下工程内部爆炸冲击波超压试验；步骤二、弹药在覆盖层中爆炸地下工程内部爆炸冲击波超压计算公式的建立；步骤三、拟合弹药在覆盖中爆炸时地下工程内部爆炸冲击波超压计算公式中的数值；步骤四、弹药在覆盖层中爆炸地下工程内部爆炸冲击波超压的计算。这种覆盖层中爆炸地下工程内部爆炸冲击波超压计算方法，在不通过爆炸试验的情况下，根据量纲分析所得到的计算覆盖层中爆炸地下工程内部爆炸冲击波超压的计算公式，直接计算出覆盖层中爆炸地下工程内部爆炸冲击波超压的数值，提高了计算覆盖层中爆炸地下工程内部爆炸冲击波超压的便捷性和计算效率。

摘要： 本发明公开了冲击波超压对隧洞拱架破坏的一种简便计算方法，为简化方便，取一平米的格栅混凝土，其厚度为50㎝作为单元体建模进行分析，通过超压峰值计算式计算。本发明使用现有的理论公式和原理组合，形成一定计算格式，便于在施工现场安全的条件下，施工提供有效的数据。

摘要： 本发明公开了一种多方位爆炸冲击波超压等效测量装置及方法，目的是解决爆炸冲击波测量具有方向性导致测量不准确等问题。本发明测量装置由内圆柱壳、外圆柱壳、敏感元件、固定基座组成，敏感元件夹在内圆柱壳和外圆柱壳中间，内圆柱壳和外圆柱壳侧向挖有一系列不同尺寸的第一测量孔，通过判断第一测量孔内敏感元件是否破裂，结合冲击波超压与敏感元件尺寸之间的规律，计算最小直径的第一测量孔的加载冲击波超压，得到测量装置布设处爆炸产生的最大冲击波超压值。本发明可以用于演习、靶场测试等恶劣环境下的爆炸冲击波超压等效测量，能够测量不同方位的冲击波超压，具有简单、准确可靠、实用性强的特点。

摘要： 本发明公开了一种城市街道中偶然爆炸冲击波超压峰值的快速计算方法，属于爆炸流体力学领域。该方法基于虚拟爆源思想，将城市街道中爆炸冲击波在街道两侧建筑的反射波等效为虚拟爆源产生的冲击波，通过真实爆源与虚拟爆源流场叠加计算街道中爆炸冲击波的超压峰值。包括以下步骤：获取参数并建立城市街道中偶然爆炸冲击波传播模型；设置虚拟爆源并计算其等效当量；计算真实爆源和虚拟爆源波阵面的几何关系；分别计算真实爆源和虚拟爆源在某一传播距离处的超压峰值；计算真实爆源和虚拟爆源流场叠加后街道实际的超压峰值。本发明可用于城市街道中偶然爆炸冲击波超压峰值的快速计算，进而用于偶然爆炸事件的灾后评估和城市重要设施的抗爆设计。