Page 95 - 《爆炸与冲击》2026年第2期

第 46 卷 彭江舟，等： 城市建筑外爆威力场与毁伤效应数智仿真模型及应用 第 2 期

建模，模型成功捕捉了包括建筑、道路、地形等城市区域信息。本文在此城市模型中选取了 6 个爆炸当
量为 200 kg TNT、爆炸区域范围为 100 m×100 m×50 m、爆炸中心为 (50 m, 50 m, 5 m) 的案例进行独立的
爆炸测试，如图 15 所示。

Urban area delimitation Urban data acquisition Urban digital twins
Case 3 Case 2
Case 1
d=1.5 km Case 5
Case 6
Case 4

Distribution of explosion cases planning
Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6

图 15 城市数字孪生建模和爆炸事件分布
Fig. 15 Modeling of urban digital twins and distribution of explosion cases
图 16 展示了数字城市区域中，6 次爆炸事件的数值模拟和预测结果的对比。可以看出，模型对于不
同位置、不同建筑数量及不同几何形态的真实建筑均有不错的预测能力。如表 3 所示，本文所提出的预
测模型能够在 0.4 s 内完成单次城市区域建筑外爆事件的良好预测；并且对于绝大多数爆炸事件，峰值超
压物理场的误差 1.32%、峰值冲量物理场的误差 4.74%，冲击波到达时间物理场的误差小于 2.37%。
2.2.2 超压时程曲线重构与建筑毁伤等级评估
设计超压时程曲线的重构与建筑毁伤等级的评估，旨在充分展现数据支撑能力对于提升模型实用
性的关键作用，并进一步凸显该模型在广阔工程领域内的良好应用前景。
超压时程曲线通过压力载荷的时间分布反映爆炸影响特征。鉴于正压阶段集中了爆炸主要能

Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6
OpenFOAM
Peak overpressure/kPa
200
160
120
GNN
80
40
0
(a) Peak overpressure
Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 Case 5 Case 6
OpenFOAM
Peak impulse/(kPa·s)
3.0
2.4
1.8
GNN
1.2
0.6
0
(b) Peak impulse

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