检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2025年第1期45卷 28-40页

作者：徐鸿飞王放武郁文翁春生南京理工大学瞬态物理全国重点实验室江苏南京210094

氢氧的高反应活性给旋转爆轰波的稳定传播带来了巨大的挑战,为研究氢氧旋转爆轰波传播不稳定性,通过改变当量比对小尺寸模型下二维氢氧旋转爆轰波进行数值模拟研究,揭示了氢氧旋转爆轰波复杂多变的传播特性,并分析了典型流场结构,探讨... 详细信息

氢氧的高反应活性给旋转爆轰波的稳定传播带来了巨大的挑战,为研究氢氧旋转爆轰波传播不稳定性,通过改变当量比对小尺寸模型下二维氢氧旋转爆轰波进行数值模拟研究,揭示了氢氧旋转爆轰波复杂多变的传播特性,并分析了典型流场结构,探讨了传播模态的不稳定性以及爆轰波湮灭和再起爆机制。结果表明:随着当量比的提高,流场内分别呈现熄爆、单波、单双波混合3种传播模态,且爆轰波的传播速度随当量比的增大几乎呈线性提高,速度亏损为5%~8%。激波的扰动使得爆燃面失稳产生明显的扭曲和褶皱,氢氧的高反应活性让爆燃面明显分层且在2个分界面上呈现不同的不稳定性,上分界面为Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性,下分界面为Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性。单双波混合模态下爆轰波极不稳定,保持湮灭、单波、双波对撞3种状态之间循环。爆轰波有2种湮灭方式:一是双波对撞导致爆轰波湮灭,二是爆燃面燃烧加剧使得爆燃面下移导致爆轰波湮灭。再起爆的主要原因是:R-T不稳定性诱导爆轰产物与新鲜预混气在爆燃面上相互挤压产生尖峰和气泡结构,增强爆燃面上的反应放热,产生了局部热点并逐渐增强为爆轰波,实现爆燃转爆轰。

关键词：旋转爆轰波传播特性当量比不稳定性湮灭再起爆

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固体冲压发动机富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究

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航空兵器 2025年第1期32卷 14-22页

作者：翁春生韩家祥白桥栋刘嘱勇郑权南京理工大学瞬态物理全国重点实验室南京210094

为了研究固体冲压发动机富燃燃气的旋转爆轰特性,本文以CH_(4)/CO/H_(2)混合气替代固体富燃燃气作为燃料,常温空气为氧化剂,研究了混合气的旋转爆轰波传播特性。实验研究结果表明:混合气质量比为1∶4.4∶0.67,质量流量为54.5 g/s,空气... 详细信息

为了研究固体冲压发动机富燃燃气的旋转爆轰特性,本文以CH_(4)/CO/H_(2)混合气替代固体富燃燃气作为燃料,常温空气为氧化剂,研究了混合气的旋转爆轰波传播特性。实验研究结果表明:混合气质量比为1∶4.4∶0.67,质量流量为54.5 g/s,空气质量流量在370.9~782.3 g/s范围内,能够起爆形成稳定的旋转爆轰波。随着空气流量的增加,旋转爆轰传播模态经历了单波、双波对撞到四波对撞的变化过程。爆轰波传播速度出现了先增大后减小的变化。空气质量流量为484.9 g/s,当量比为0.95时,爆轰波速的最大值为1167.8 m/s。

关键词：固体冲压发动机富燃燃气混合气旋转爆轰传播模态

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基于改进麻雀搜索算法优化核极限学习机的弹丸气动参数辨识

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电子测量与仪器学报 2025年第2期39卷 72-82页

作者：高展鹏易文俊南京理工大学瞬态物理全国重点实验室南京210094

弹丸的气动参数直接影响其飞行轨迹,进而决定导弹的设计和性能评估。由于高速飞行中的复杂气动环境和气动参数间的相互作用,准确辨识气动参数成为一项具有挑战性的问题。针对这一问题将采用麻雀搜索算法(SSA)和核极限学习机(KELM)的组... 详细信息

弹丸的气动参数直接影响其飞行轨迹,进而决定导弹的设计和性能评估。由于高速飞行中的复杂气动环境和气动参数间的相互作用,准确辨识气动参数成为一项具有挑战性的问题。针对这一问题将采用麻雀搜索算法(SSA)和核极限学习机(KELM)的组合模型来辨识弹丸的气动参数,为充分挖掘SSA算法性能,提高辨识精确度,将对SSA算法的初始化策略、收敛因子和加入者的位置更新策略进行改进,采用CEC2022测试函数对改进后的麻雀搜索算法(ISSA)的改进措施的有效性进行验证,并采用ISSA优化KELM的核参数和正则化系数,提出ISSA-KELM辨识模型。研究结果表明,直接采用极限学习机(ELM)算法的辨识精确度最低,无法描述非线性区域弹丸的气动参数特征,通过在ELM算法中引入核函数提出KELM方法可以将辨识精确度提高1~4个量级,KELM和SSA-KELM等模型在非线性区域的辨识结果与真实值还有一定的差距,而采用ISSA-KELM模型的辨识结果最为精确,相比较基本的ELM算法辨识结果提高约4~5个量级,可以准确获取弹丸的气动参数,本研究为精确飞行轨迹预测和导弹性能优化提供了可靠的技术支持。

关键词：弹丸麻雀搜索算法核极限学习机气动参数辨识非线性

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旋转爆轰冲压发动机隔离段构型对其抗反压特性影响研究

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南京理工大学学报 2025年第1期49卷 113-124页

作者：吴鑫罡郑权黄亚坤翁春生南京理工大学瞬态物理全国重点实验室江苏南京210094

隔离段的构型是影响其抗反压特性的重要因素之一。为了探究隔离段构型对其抗反压特性的影响,建立9种不同长度、宽度构型的隔离段,对其进行三维数值模拟,主要分析了不同构型隔离段对流场结构、首道激波位置以及沿程静压和沿程总压损失的... 详细信息

隔离段的构型是影响其抗反压特性的重要因素之一。为了探究隔离段构型对其抗反压特性的影响,建立9种不同长度、宽度构型的隔离段,对其进行三维数值模拟,主要分析了不同构型隔离段对流场结构、首道激波位置以及沿程静压和沿程总压损失的影响。研究发现,在同一来流情况下,固定隔离段长度,增加宽度会使激波串长度减小,激波串波节数减少,激波串向上游推进的距离变小,首道激波位置更靠近下游,隔离段抗反压特性能力增强,总压损失有所减小,当宽度由5 mm增加至7 mm时,抗反压能力增强明显,由7 mm增加至10 mm时,增强趋势有所变缓;固定隔离段宽度,增加长度会使激波串长度增加,激波串波节数不变,但激波串对隔离段的影响占隔离段总长度比例减小,首道激波位置更靠近下游,隔离段抗反压特性能力增强,沿程总压损失有所增大,当长度由60 mm增加至80 mm时抗反压能力增强明显,由80 mm增加至100 mm时,增强趋势有所变缓。该文研究可为旋转爆轰冲压发动机隔离段的设计提供参考。

关键词：爆轰发动机隔离段构型旋转反压激波串流场结构

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基于PSO-hpRPM算法的滑翔制导炮弹弹道优化

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控制与决策 2025年第5期40卷 1733-1741页

作者：管军叶双慧易文俊江苏科技大学自动化学院南京理工大学瞬态物理全国重点实验室

针对滑翔制导炮弹在坏境高动态、状态强耦合等复杂多约束情况下弹道优化效率低、优化效果不理想等问题,提出一种基于粒子群-hp自适应Radau伪谱(PSO-hpRPM)算法的滑翔制导炮弹弹道优化方法,该方法融合PSO算法全局搜索能力强和hpRPM算法... 详细信息

针对滑翔制导炮弹在坏境高动态、状态强耦合等复杂多约束情况下弹道优化效率低、优化效果不理想等问题,提出一种基于粒子群-hp自适应Radau伪谱(PSO-hpRPM)算法的滑翔制导炮弹弹道优化方法,该方法融合PSO算法全局搜索能力强和hpRPM算法局部优化能力出色的特点,能够解决滑翔制导炮弹在复杂多约束情况下的弹道优化问题.首先,建立滑翔制导炮弹动力学模型和弹道优化问题的约束条件和目标函数;然后,分别采用hpRPM、PSO和PSO-hpRPM方法进行滑翔弹道优化求解,并对3种方法进行对比研究;最后,为了进一步验证所提出算法的优越性,采用灰狼优化算法(GWO)、鲸鱼(WOA)与hpRPM算法相结合,设计GWO-hpRPM算法和WOA-hpRPM算法,并对3种混合优化算法进行仿真对比研究.研究结果表明:所提出PSO-hpRPM算法在同时满足复杂多约束条件下,优化得到的最远滑翔弹道射程为70 170.75 m,平均迭代收敛步数为6.6步,综合性能较其他算法更佳,优化效果良好.

关键词：弹道优化粒子群优化 hp自适应Radau伪谱启发式算法滑翔制导炮弹混合优化算法

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Comp.B炸药孔洞塌缩及热点生成的数值模拟

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爆破器材 2025年第2期54卷 21-28页

作者：王茂杰白桥栋韩家祥王进平贺全彪南京理工大学瞬态物理全国重点实验室江苏南京210094

炸药内部孔洞塌缩机制是热点生成的主要机制。采用点火增长模型,使用S-ALE算法,在Comp.B炸药中添加微孔洞结构,研究孔洞的存在和孔洞大小对炸药起爆的影响,分析孔洞塌缩和热点生成过程。结果表明,孔洞的存在使炸药内部更容易产生热点,... 详细信息

炸药内部孔洞塌缩机制是热点生成的主要机制。采用点火增长模型,使用S-ALE算法,在Comp.B炸药中添加微孔洞结构,研究孔洞的存在和孔洞大小对炸药起爆的影响,分析孔洞塌缩和热点生成过程。结果表明,孔洞的存在使炸药内部更容易产生热点,孔洞塌缩过程形成了微射流,微射流冲击孔洞下游内壁面,动能转化为内能,造成能量局部化,导致热点的形成。塌缩过程中,粒子速度达到7936 m/s,最高温度接近6000 K。初始孔洞大小决定热点的大小,孔洞越大,热点尺寸越大;孔洞大小还会影响热点温度,小孔洞的温度升高更快,而大孔洞最终的热点温度更高。

关键词： Comp.B炸药孔洞塌缩机制热点

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当量比对富氢燃气旋转爆轰自起爆传播特性的影响

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弹道学报 2025年第1期37卷 9-19,53页

作者：高文佳白桥栋韩家祥邱晗刘嘱勇翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

针对高温富氢燃气旋转爆轰自起爆现象,进行了实验研究,通过分析典型特征参数,探究了当量比对高温富氢燃气旋转爆轰波传播特性的影响,获得了高温富氢燃气成功自起爆形成旋转爆轰波的当量比范围,分析了当量比对自起爆延迟时间的影响。结... 详细信息

针对高温富氢燃气旋转爆轰自起爆现象,进行了实验研究,通过分析典型特征参数,探究了当量比对高温富氢燃气旋转爆轰波传播特性的影响,获得了高温富氢燃气成功自起爆形成旋转爆轰波的当量比范围,分析了当量比对自起爆延迟时间的影响。结果表明:自起爆形成的初始旋转爆轰波强度较弱,会出现传播方向的改变和传播模态的改变。但通过旋转爆轰的自调节,最终能实现旋转爆轰的稳定自持传播。当预燃氧气流量在8 g/s左右,空气流量在270 g/s时,在当量比范围为0.85~1.98区间内,高温富氢燃气能够通过自起爆形成稳定的旋转爆轰波。当量比大于1.52时旋转爆轰波呈单波模态;随着当量比减小,转变为混合模态,即在同一工况下,单波、双波模态和单/双波过渡模态无规律地交替出现。当量比减小到0.96左右时,旋转爆轰波呈现出稳定双波模态;随着当量比的增加,自起爆延迟时间从138 ms缩减至106 ms。旋转爆轰波的传播速度随着当量比的增加先增大后减小。波速的最大值出现在当量比为1.33,此时波速为1278 m/s。

关键词：高温富氢燃气旋转爆轰自起爆过程传播模态当量比

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喷管对水下爆轰发动机推力性能影响的数值模拟研究

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弹道学报 2025年

作者：顾津康杨李宁黄孝龙李灿翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室

为研究水下爆轰发动机的推力性能，本文推导了简化水下爆轰发动机模型的推力计算方法，并基于VOF多相流模型，对采用空气为氧化剂，汽油蒸气为燃料的不同喷管构型水下爆轰发动机进行了数值模拟研究。探讨了水下爆轰发动机的推力来源及... 详细信息

为研究水下爆轰发动机的推力性能，本文推导了简化水下爆轰发动机模型的推力计算方法，并基于VOF多相流模型，对采用空气为氧化剂，汽油蒸气为燃料的不同喷管构型水下爆轰发动机进行了数值模拟研究。探讨了水下爆轰发动机的推力来源及不同当量比，不同喷管构型下发动机的推进性能。结果表明：水下爆轰发动机的推力来源主要有内推力壁面，环形推力壁面和喷管壁面三个部分。其中内推力壁面推力对总推力的贡献超过67%，环形推力壁面推力对总推力的贡献超过16%。发动机出口的复杂波系和爆轰产物与发动机壁面作用，形成了水下爆轰发动机推力曲线的多个尖峰。在加装不同的喷管后发现，喷管对推力性能的改善有显著作用，收敛喷管能够增强水下爆轰的反射激波的强度，但喷管壁面带来的负推力使得比冲和平均推力相比直喷管降低了11.31%。扩张喷管削弱水下爆轰的透射激波和反射激波，但喷管压力作用面积的增加使得比冲和平均推力较直喷管提升28.09%，能够显著提高水下爆轰发动机的推力性能。

关键词：水下爆轰发动机激波推力喷管构型

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不同能量结构炸药水下爆炸对舷侧多舱结构毁伤特性

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兵工学报 2025年第1期46卷 112-125页

作者：王涛刘亮涛王金相张轶凡南京理工大学瞬态物理全国重点实验室江苏南京210094 中国船舶集团有限公司第705研究所昆明分部云南昆明650118

为探究不同能量结构炸药对舰船的毁伤规律,开展不同能量结构炸药水下爆炸对舰船多舱结构的毁伤特性研究。通过任意拉格朗日-欧拉方法模拟TNT、PBXC19、H6和PBXN111共4种炸药水下爆炸能量输出结构,获取不同炸药的冲击波能和气泡能占比;... 详细信息

为探究不同能量结构炸药对舰船的毁伤规律,开展不同能量结构炸药水下爆炸对舰船多舱结构的毁伤特性研究。通过任意拉格朗日-欧拉方法模拟TNT、PBXC19、H6和PBXN111共4种炸药水下爆炸能量输出结构,获取不同炸药的冲击波能和气泡能占比;分析不同能量结构炸药对多舱结构的破坏机理,获取不同能量结构炸药对多舱结构的毁伤特征。研究结果表明:同等装药情况下,炸药的冲击波能越大则冲击波阶段毁伤越严重,气泡能越大则气泡阶段毁伤越严重,2.28倍TNT冲击波能的炸药PBXC19在冲击波阶段舷侧外板破口直径比TNT增加30.2%;气泡在自由液面破碎的条件下,1.44倍TNT气泡能炸药H6在气泡阶段舷侧外板破口直径比TNT增加9.9%;增大炸药冲击能和气泡能会显著增加冲击波和气泡载荷对舰船多舱结构的毁伤效果。

关键词：炸药水下爆炸能量结构冲击波气泡舰船毁伤

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乙烯富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究

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推进技术 2025年第1期46卷 103-114页

作者：刘嘱勇白桥栋韩家祥邱晗李航翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

本文以乙烯与氧气燃烧产生的富燃燃气作为燃料,空气为氧化剂,开展了乙烯富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究。探究了不同传播模态下旋转爆轰波传播特性以及传播模态的影响因素,对不同模态下的时频特性、传播速度及起爆延迟时间等参数... 详细信息

本文以乙烯与氧气燃烧产生的富燃燃气作为燃料,空气为氧化剂,开展了乙烯富燃燃气旋转爆轰波传播特性实验研究。探究了不同传播模态下旋转爆轰波传播特性以及传播模态的影响因素,对不同模态下的时频特性、传播速度及起爆延迟时间等参数进行了对比分析。研究表明:乙烯富燃燃气传播模态及工作当量比区间与一次燃烧产物有关。在单波模态中,当量比为0.67时,获得爆轰波最大传播速度为1347.4 m/s。空气质量流量增加,乙烯富燃燃气旋转爆轰波传播模态向多波模态发展,爆轰波波头数目增加会导致爆轰波传播速度下降。同种传播模态下,起爆延迟时间随着空气流量增加而缩短。

关键词：旋转爆轰发动机乙烯富燃燃气当量比起爆延迟时间传播模态预燃室

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