正版现货新书 分散机理与控制 9787576316841 薛琨，白春华，张奇编著

第1章概论

1.1引言

1.2爆炸分散的研究现状

1.3本书内容安排

1.3.1爆炸分散的物理模型

1.3.2爆炸分散过程的数值模拟方法

1.3.3中心分散过程近场的波系结构

1.3.4中心分散过程的模式分类

1.3.5云爆分散过程全时空域的数值模拟

1.3.6云爆分散过程试验研究

第2章爆炸分散过程的物理模型

2.1爆炸分散过程的基本阶段

2.2燃料柱壳爆炸破碎模型

2.2.1最小表面能破碎模型

2.2.2Grady破碎模型

2.2.3界面小扰动失稳模型

2.2.4加速液体柱壳表面的瑞利-泰勒失稳

2.2.5液体柱壳爆炸破碎特征的试验观测与理论预测的比较。

2.3 FAE装药结构对燃料柱壳爆炸加速的影响

2.3.1计算模型及参数设置

2.3.2网格划分和网格依赖性检验

2.3.3装药不耦合系数对燃料柱壳爆炸加速的影响

2.3.4爆炸分散过程中形成的燃料空腔

2.4爆炸分散远场物理过程

2.4.1高速运动的液滴破碎

2.4.2高速运动的液滴蒸发

第3章爆炸分散过程的数值模拟方法

3.1爆炸分散过程的数值模拟要求

3.2可压缩气固多相流数值方法的研究现状

3.3欧拉-欧拉框架下的可压缩多相流计算模型

3.3.1B-N类模型

3.3.2极稀颗粒相流态的Marble模型

3.3.3跨流态的Saurel模型

3.4欧拉-拉格朗日框架下的颗粒非解析可压缩多相流计算模型

3.4.1无黏CMP - PIC的控制方程

3.4.2无黏CMP - PIC模型算法

3.4.3有黏CMP - PIC模型

3.5欧拉-拉格朗日框架下的颗粒解析可压缩多相流计算模型

3.5.1颗粒解析可压缩多相流计算的特点

3.5.2颗粒解析可压缩多相流计算模型

3.5.3平面激波通过颗粒群的流场演化规律

3.5.4柱面激波通过颗粒群的流场演化规律

3.6欧拉-欧拉框架下对于爆炸载荷驱动颗粒多相体系失稳结构的研究

3.7欧拉-拉格朗日框架下对于爆炸载荷驱动颗粒多相体系失稳结构的研究

第4章中心分散过程近场的波系结构

4.1引言

4.2不同爆源的爆炸分散体系的爆炸能量等价原则

4.3不同爆源的近场波系图

……

6.3.2近场分散过程的数值模拟结果6.3.3远场分散阶段的数值模拟结果

第7章云爆分散过程试验研究

7.1引言

7.2试验原理和方法

7.2.1试验装置参数

7.2.2试验场布置

7.2.3图像处理结果分析方法7.3装置参数对云爆分散的影响7.3.1比药量

7.3.2长径比

7.3.3壳体材质

7.3.4刻槽

7.3.5起爆方式

7.3.6加强杆

7.3.7壳体形状

7.3.8装药量

7.4燃料参数对云爆燃料分散的影响

7.5小结

参考文献

索引

|1.1引言

由离散相和间隙流相构成的多相介质在中心爆炸流场驱动下的分散问题广泛存在于各个尺度的自然界和工程实践中，如天体物理尺度的超新星残骸湍流结构演化，地球物理尺度的火山喷发，工程实践尺度的土中爆炸和云爆燃料分散，实验室尺度的激光驱动惯性约束聚变等。爆炸分散技术在工程和军事领域的应用促进了某些重大工程问题的解决，推动了某些关键装备的研制。特别是在支撑国防尖端武器云爆弹研制的云爆技术中，爆炸分散精准控制技术是其中不可或缺的重要组成部分。云爆战斗部的毁伤作用过程如图1.1所示:首先通过中心炸药爆炸将固液混合云雾燃料迅速分散在大范围空间内[图1.1(a)]，形成燃料均匀分散且相对稳定的多相云雾区[图1.1(b)];然后通过二次点火形成云雾爆轰[图1.1 (c)]，造成大范围的毁伤，毁伤范围远超相同装药量的常规武器。随着云爆技术向着高超平台装载和巨型装药方向的发展，对于多相燃爆爆炸分散过程的精准控制变得极为重要。一方面，对于给定的云爆战斗部能够准确预测多相燃料云雾区稳定的特征时间、云雾区特征构型和燃料浓度的空间分布，这些信息对于制定二次点火方案、预测云雾爆轰毁伤效应极为关键;另一方面，能够建立云雾区状态场与关键结构参数之间的依赖关系，进而根据毁伤指标对于云雾区范围及浓度的要求，优化调整战斗部结构，实现云爆毁伤效应的最优化。

学、流体力学、颗粒力学等多学科交叉融合的问题，对这一问题的研究突破将极大推动极端条件下多相、多尺度、多层次结构系统的研究。

|1.2爆炸分散的研究现状|

燃料受爆炸作用抛撤形成云团的过程中，壳体的破裂机理、燃料颗粒或液滴射流的形成、射流的数量和粒子的大小是云团浓度分布的重要影响因素。中心管式抛撒结构是燃料分散最为经典的抛撒方式之一，多年来国内外的研究者们在燃料分散形成云团的数值模拟方面有较为深人的研究，大致可以分为燃料抛撒近场模型，燃料抛撒远场模型以及燃料抛撒过程研究。Zabelka根据爆炸作用力和空气阻力的相对变化，将燃料抛撤过程分为“近场”和“远场”两个阶段。美国桑迪亚国家实验室的Gardner 和 Glass对静止条件下液体燃料抛撒过程进行了全面的数值计算研究。根据抛撒燃料在分散装药爆炸作用下的破裂分解过程、在气动阻力作用下的破碎剥离过程，以及后期云雾膨胀过程的不同特征，将爆炸抛撒云雾形成过程根据空气动力和作用在燃料上的惯性，分为三个阶段:在第一阶段，惯性力为主导力;在第二阶段，空气动力阻力相当于惯性力;在第三阶段，气动阻力大于惯性力，起主导作用。第一和第二阶段称为“近场”，第三阶段称为“远场”。这是首次对爆炸抛撒过程进行的全面研究，然而爆炸抛撒初期的物理机制和初始条件有待补充和完善。

爆炸抛撒形成云雾过程的研究是提高燃料空气炸药(FAE)作用效能的重要途径，同时对利用爆炸抛撒介质形成气溶胶、石油化工危化品储运燃爆安全研究也具有重要意义。本书针对中心爆炸驱动颗粒分散形成云雾过程的各个阶段，阐述其中包含的物理过程机理，常用的物理模型及数值模拟方法，并借助常用的实验研究手段，建立了一套较为完善的研究方法，实现对爆炸分散行为的预测与控制。本书的工作对爆炸分散技术的发展和应用具有重要指导意义，同时也可以应用于指导石油化工业安全、远程森林灭火、防爆抑爆技术等领域的发展。