爆轰产物的流动及其对介质的作用

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1、第7章爆轰产物的流动及其与物体的相互作用1第7章爆轰产物的流动及其与物体的相互作用凝聚炸药爆轰可形成能量密度很高的爆轰气体，而其剧烈的膨胀流动恰恰是造成目标损伤破坏、或使目标发生推进加速运动的根本原因。2本章主要内容：7.1爆轰产物的一维飞散运动7.2爆轰产物对刚壁的作用冲量7.3爆炸对物体的驱动加速理论7.4爆炸与可压缩凝聚介质相互作用37.1爆轰产物的一维飞散运动47.1爆轰产物的一维飞散运动按照气体一维等熵流动理论，爆轰气体产物作一维等熵运动时可用下式描述其运动规律：（7.1.1）57.1爆轰产物的一维飞散运动由此可得右传简单波、左传简单波的参数方程：右传波：…（7.1.

2、2）左传波：…（7.1.3）式中，是u的任意函数，由边界条件确定。67.1爆轰产物的一维飞散运动对于γ=3时，dx/dt=(u±c)为常数，故两簇特征线均为直线。这表明，两个方向的波在迎面交汇后波速仍保持不变。其复合波的解可表示为：（7.1.4）77.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动87.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动1．引爆面为自由面设装在刚壁管中的炸药或用膜隔开的气体爆炸混合物，从左端自由面处进行引爆（如图7.1.1所示）。97.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动设原始爆炸物密度为，爆速为D。引爆后，爆轰波以D的速度向右传播，同时爆轰波阵面后的爆轰产物迅速向左膨胀

3、飞散，即有一簇稀疏波紧紧跟随爆轰波CJ面向右传播。由于其传入的区域为爆轰波阵面后所形成的稳定流动区，故该簇稀疏波为一簇右传简单波，并且是以t＝0，x＝0为始发点的中心稀疏波。107.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动因此，可用右传简单波方程来描述，即……(7.1.5)由初始条件：t＝0，x＝0，知F1(u)＝0。此时紧跟在爆轰波面后气体产物的参数为CJ参数，故（7.1.5）式中的第二式的常数为：117.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动于是，(7.1.5)式可写为……(7.1.6)联立求解(7.1.6)式得……(7.1.7)127.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动由和声速

4、公式，则可得产物压力p和密度的时空分布规律为：……(7.1.8)137.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动由于紧跟CJ面的第一道稀疏波（波头）以当地的声速向右传播，因此，波头的运动轨迹方程为：……(7.1.9)而由于引爆端左侧为真空，有p=0,，故c＝0，故波尾的运动方程可由（7.1.7）第二式导出：……(7.1.10)波头、波尾的运动迹线如图7.1.1所示。147.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动当时，（7.1.6）～（7.1.10）式变得简单了。……(7.1.6’)……(7.1.7’)157.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动……(7.1.8’)……(7.1.9’)…

5、…(7.1.10’)167.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动2．引爆面为活塞设活塞以V运动，则：（1）当时，活塞的运动对产物的运动无影响，产物运动与自由面边界时的情况相同。（2）当时，产物的飞散将受阻，这时在活塞附近将出现一个新的运动区域II，如图7.1.2所示。177.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动187.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动I区的情况与前面相同，在II区中（包括活塞面处）u－c仍保持常数－D/2，而在活塞壁面处，产物质点的速度ub等于活塞速度，即：（7.1.11）因此：197.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动II区的C+特征线为：（7.1.12）

6、所以区域II是稳定流动区，其解为：（7.1.13）207.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动区域I和区域II的分界线可看作区域II中的一条C＋特征线，其方程为：（7.1.14）（3）当时，由（7.1.14）可以看出，u+c>D，出现了强爆轰的情况。且区域I消失，活塞与爆轰波之间的整个区域皆为稳定流动区域II。217.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动3．引爆边界为刚壁面这相当于上述活塞速度V＝0时的情况，此时气流在活塞壁面处受阻，速度将变为零，即u=0，这种状态随时间的推移而扩展为一个静止区（II），在该区内：（7.1.15）因此，227.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动

7、237.1.1无限长度药柱爆轰产物的一维流动I区仍为向前简单波区，其解与起爆面为自由面时的解相同。（I）区和（II）区的边界可看为II区中的一条C＋特征线，即u+c=D/2。这意味着刚壁面的存在只影响区域内的运动。247.1.2有限长度药柱爆轰产物的一维流动257.1.2有限长度药柱爆轰产物的一维流动设刚壁管中有一长为l的药柱（），左端为引爆面，装药两侧皆为真空。在引爆之后当爆轰波尚未达到右端之前，即在条件下，只存在一簇右传中心稀疏波，其运动规律可用（7.1.6’）式来描述，流场