| yi_63 |
2009-08-11 20:48 |
交叉学科发展专题研究报告之三
爆炸力学
孙承纬
中国工程物理研究院流体物理研究所
爆炸力学研究爆炸、冲击和能量突然沉积等强动载荷下介质、材料与结构的力学响应、效应及工程技术应用。主要方向有：爆轰与爆炸，材料与结构的冲击动力学，材料与物质的物态方程、本构关系和动态力学性能，动态损伤、断裂和碎裂，以及在工程技术中的重要应用。由于航空航天和武器技术需求的牵引，爆炸力学得到了长足发展。动高压加载技术、快电子学和光电子学仪器设备、激光测量技术、大型计算机和先进数值编*****的飞跃进展，推动爆炸力学发展到了一个崭新阶段。
一、爆轰
炸药等含能材料和爆炸混合物体系爆轰研究的两大主题始终是安全和效能。因此，在理论层面上需要更深刻地理解爆轰规律，建立更深入的爆轰模型；在应用层面上要求做到精确、有效和安全地使用炸药，可靠地防治爆炸性事故。
近年来爆轰研究的突出进展之一是爆轰冲击波动力学（DSD）理论及应用。在模拟凝聚钝感炸药二维非理想爆轰中，Stewart和Bdzil等应用非线性渐近展开方法研究拟定态弯曲爆轰波的反应区流场，提出了DSD概念。从理论上证明了爆轰前沿冲击波的传播和演化主要取决于其法向速度与该波阵面当地平均曲率的依赖关系，在爆轰产物流线组成的内禀坐标系中爆轰反应区可作为一维流管近似解耦处理，为非理想爆轰理论传播和爆炸装置精密数值模拟指出了发展途径，带动了曲率效应、直径效应等爆轰实验研究，得到了重要实际应用。目前， DSD理论转向研究ANFO等工业炸药，推广到更一般的不定常非理想爆轰问题研究。
炸药和爆炸混合物体系的起爆和安全问题涉及多种因素、多种机制的复杂过程。传统的冲击起爆、燃爆转变和滞后爆轰研究进展不明显，近年来的趋势转向最基本的反应引发问题，例如过程简单的慢烤燃和热爆炸的深入研究。Livermore国家实验室提出的理论模型同时考虑了均匀反应的热爆炸机制和非均匀反应的统计热点机制，可以较全面地模拟含能材料在热和冲击加载下的响应、反应以及到爆轰的转变。
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