Page 82 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 肖 敏，等： 含空穴炸药硝基甲烷冲击转爆轰过程的数值模拟 第 9 期

10 10 10

8 8 8
y/mm 6 4 y/mm 6 4 y/mm 6 4

2 2 2

0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16
x/mm x/mm x/mm

λ 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 λ 0.006 0.009 0.012 0.015 0.018 λ 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025
(a) 0.74 μs (b) 1.35 μs (c) 2.20 μs
图 6 4 GPa 冲击压力下不同时刻的爆轰产物质量分数分布
Fig. 6 Detonation product mass fraction distributions under the impact pressure of 4 GPa at different times

图 7～8 展示的是不同时刻中轴线处的密度、压力和 x 方向运动速度分布。从计算结果可以看出：
起初受到稀疏波的影响，0.17 μs 时的密度和压力从左至右下降。随后空穴进一步受到压缩发生塌缩，

0.37 μs 时在 7.5～7.6 mm 处形成能量汇聚的高密度、高压力区域，压力峰值约为 7.5 GPa，速度峰值约为
3.6 km/s，此时的压力峰值明显低于 CJ 爆轰压力，因此化学反应强度较低。空穴塌陷引起的冲击波往四
周扩散，冲击波波阵面处的压力峰值逐渐下降，2.20 μs 时压力峰值约为 4.8 GPa。

2.0 8

1.8 t=0 μs 7 t=0 μs 4 t=0 μs
1.6 t=0.17 μs t=0.17 μs t=0.17 μs
t=0.37 μs
t=0.37 μs
t=0.37 μs
1.4 6 5 3
1.2
ρ/(g·cm −3 ) 1.0 p/GPa 4 3 u/(km·s −1 ) 2
0.8
0.6
0.4 2 1
0.2 1
0
−0.2 0 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16
x/mm x/mm x/mm
(a) Density (b) Pressure (c) Velocity
图 7 4 GPa 冲击压力下 0、0.17 和 0.37 μs 时的中轴线密度、压力和速度分布
Fig. 7 Density, pressure and velocity distributions on the central axis under the impact pressure of 4 GPa
at 0, 0.17, and 0.37 μs

4

1.8
6
3
1.6 4
ρ/(g·cm −3 ) 1.4 p/GPa u/(km·s −1 ) 2

t=0.74 μs 2 t=0.74 μs 1 t=0.74 μs
1.2 t=1.35 μs t=1.35 μs t=1.35 μs
t=2.20 μs 0 t=2.20 μs 0 t=2.20 μs
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16
x/mm x/mm x/mm
(a) Density (b) Pressure (c) Velocity
图 8 4 GPa 冲击压力下 0.74、1.35 和 2.20 μs 时的中轴线密度、压力和速度分布
Fig. 8 Density, pressure and velocity distributions on the central axis under the impact pressure of 4 GPa
at 0.74, 1.35, and 2.20 μs

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