Page 19 - 《爆炸与冲击》2023年第2期

第 43 卷 第 2 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 43, No. 2
2023 年 2 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Feb., 2023

DOI：10.11883/bzycj-2022-0188

低温和低压环境下炸药爆炸冲击波的传播特性 *

李 瑞 ，李孝臣 ，汪 泉 ，袁玉红 ，洪晓文 ，黄寅生 3
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2
1,2
2
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（1. 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心，安徽 淮南 232001；
2. 安徽理工大学化学工程学院，安徽 淮南 232001；
3. 南京理工大学化学与化工学院，江苏 南京 210094；
4. 内蒙金属材料研究所，山东 烟台 264003）
摘要： 针对高海拔或高空的低温、低压环境对炸药爆炸冲击波传播的影响，利用量纲分析理论和 AUTODYN 有
限元软件，研究了低温、低压及海拔高度对炸药爆炸冲击波参量（峰值超压、比冲量和波阵面运动轨迹）的影响规律，
建立了相应的计算公式，并通过数值模拟和实验数据进行了对比验证。结果表明，该计算公式可以有效预测低温和低
压环境下炸药爆炸冲击波参量。环境压力降低，爆炸冲击波峰值超压和爆炸远场（比例距离 Z＞0.2 m/kg ）比冲量减
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小，冲击波传播速度增大。环境温度降低，冲击波比冲量增大，传播速度降低，峰值超压影响不大。海拔高度在
0～9 000 m 范围内，每升高 1 000 m 冲击波峰值超压和爆炸远场比冲量分别平均降低约 3.9% 和 3.2%。海拔升高，爆炸
近场冲击波传播速度升高，爆炸远场冲击波传播速度则降低。高海拔环境下低压对冲击波峰值超压和比冲量的影响
大于低温，爆炸近场冲击波传播速度取决于低压的影响，爆炸远场冲击波传播速度取决于低温的影响。
关键词： 爆炸冲击波；高海拔；低温环境；低压环境；传播特性
中图分类号： O382.1; TJ55 国标学科代码： 13035 文献标志码： A

Propagation characteristics of blast wave in diminished ambient
temperature and pressure environments

1,2
4
2
3
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LI Rui , LI Xiaochen , WANG Quan , YUAN Yuhong , HONG Xiaowen , HUANG Yinsheng 3
(1. Joint National-Local Engineering Research Centre for Safe and Precise Coal Mining,
Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, Anhui, China;
2. School of Chemical Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, Anhui, China;
3. School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology,
Nanjing 210094, Jiangsu, China;
4. Inner Mongolia Metal Material Research Institute, Yantai 264003, Shandong, China)

Abstract: The effects of different diminished ambient pressure, temperature and altitude from sea level on blast wave
parameters (overpressure, impulse and wave front trajectory) were investigated by employing the dimensional analysis theory
and the AUTODYN software. Meanwhile, the relationship equations between the blast wave parameters with the diminished
pressure and temperature were established, which were verified by numerical simulations and experimental data. Results
indicate that the equations can evaluate the blast wave parameters at diminished temperature and pressure effectively. It is
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noted that the blast wave overpressure and far-field (scaled distance Z＞0.2 m/kg ) impulse decrease, but the propagation

* 收稿日期： 2022-05-01；修回日期： 2022-06-30
基金项目： 国家自然科学基金（11872002）；安徽省自然科学基金（2208085QA26）；安徽理工大学煤炭安全精准开采国家
地方联合工程研究中心开放基金（EC2021015）；安徽理工大学校级重点项目（xjzd2020-08）
第一作者： 李 瑞（1987－ ），男，博士，讲师，lirui_89@126.com
通信作者： 汪 泉（1980－ ），男，博士，教授，博士生导师，wqaust@163.com

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