爆轟驅動的案例
AUTODYN模擬破片隨機失效1-炸藥對破片的爆轟驅動
1 炸藥對破片的爆轟驅動
首先計算爆炸物在炸藥的作用下破片分布、質量、初速等信息，利用非線性動力學軟件AUTODYN進行數值仿真。為減少計算時間，建立1/4模型，其中炸藥殼體厚度為20mm，為減小計算量，實際爆炸物高度1610mm，數值模擬中炸藥高度選取200mm，模型關于兩個對稱面對稱，故只需建立 1 /4 模型，均采用 Lagrange 算法，因為殼體材料的破 碎、破片的形成過程是一個大變形的彈塑性流體動力學過程，采用 Lagrange 算法雖然網格會發生較大的 扭曲變形，但該方法對介質運動的整體和局部的變化都有更清晰的描述，能真實的呈現殼體膨脹、裂紋產生、破片形成的整個過程，也能更清楚的顯示節點的速度、整體的動能等物理量。起爆方式為炸藥中心起爆，觀測點和起爆點設置如圖1所示，其中破片設置Mott隨機失效，炸藥材料為TNT，破片材料為45號鋼。
圖1 有限元模型
圖2和圖3位計算結果，圖3為觀測點8~13的X軸方向的速度，在爆炸載荷作用下，速度逐漸增加并趨近于960m/s，破片質量主要集中在50g以下，破片速度分布在750m/s和1000m/s附近，計算破片的平均速度為880m/s，一共產生370個破片。
圖2 破片計算結果
展開 【大國科技】30倍聲速！我國超高速風洞預計2022年建成，天地往返飛行器高超音速飛行器曝光
爆轟驅動超高速高焓激波風洞簡稱為JF22超高速風洞于2018年3月正式啟動，現在已進入現場安裝階段，完成真空艙、試驗艙和噴管的安裝，并通過專家組中期檢查，將于2022年建成。
▲JF22超高速風洞儀器安裝現場
就是這樣一個項目，經歷數代研發者的不懈努力，在錢學森、郭永懷部署的戰略方向上一路攻關，從高溫材料、到異型構造、再到傳感器設計，科研團隊在無人區反復探索，終于實現了從理論創新到技術創新的跨越。
直到2012年，總長265米、試驗段直徑達3.5米的JF-12復現風洞研制成功，可復現5到9倍聲速的飛行條件，實驗時間超過100毫秒，比其它同類型的激波風洞提高1個量級，成為國際最大、整體性能最先進的激波風洞，為我國航空航天重大任務研制提供了關鍵支撐。
作為研制新一代飛行器的搖籃，JF-22超高速風洞可以復現相當于約30倍聲速的飛行條件。JF-22最核心的技術就是通過正向爆轟驅動器為基本功能，提供平穩的驅動氣流，風洞的試驗能力要比JF-12驅動能力提高10倍。
▲JF12復現風洞
中科院力學所研究員、懷柔激波風洞項目負責人姜宗林說，JF-22風洞的目標是助力天地往返系統，若成功可以把衛星和航天器發射費用減掉90%。
作為一座超大型激波風洞，JF-22超高速風洞的研發目標是針對天地往返飛行技術領域的國家重大需求和高溫氣體動力學學科的前沿探索，解決超高速飛行技術的試驗研究問題。2022年建成后，JF-22將與JF-12風洞構成能夠覆蓋全部高超聲速飛行走廊的、具有國際領先水平的地面氣動實驗平臺。
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展開 運用S-ALE（SALE）算法求解帶隔板的破甲戰斗部侵徹靶板（三維建模軟件+Hypermesh+Lspp） ￥100
傳統試驗方法存在成本高、周期長、難以捕捉瞬態侵徹細節的問題，而數值仿真技術可精準復現破甲戰斗部從爆轟驅動、金屬射流形成到侵徹靶板的全流程，成為該領域的主流研究手段。帶隔板結構是破甲戰斗部的關鍵設計，隔板的材質、厚度、布置角度會直接改變爆轟波傳播路徑，進而影響射流的成型質量與侵徹能力，因此針對該結構的侵徹仿真需兼顧爆轟動力學、材料大變形、流固耦合等多物理場耦合問題。
二 S-ALE算法與ALE算法相比的優勢
（1）徹底解決流體滲漏，大幅提升物理保真度
（2） 計算效率顯著提升，耗時更短
（3）建模更清晰、易用，降低出錯率
三 計算模型
破甲戰斗部裝藥直徑為φ40mm，裝藥高度60mm，藥型罩錐角為60°，壁厚為1mm，炸高為30mm，靶板直徑φ40mm，靶板厚度為50mm，隔板直徑為φ30mm，使用*ALE_STRUCTURED_MESH關鍵字生成S-ALE網格，使用*ALE_STRUCTURED_MESH_VOLUME_FILLING關鍵字進行填充。
四 計算結果
炸藥起爆之后，爆轟波經過隔板之后產生繞射，形成喇叭形爆轟波，然后壓垮藥型罩形成射流對靶板進行侵徹。
五 附件
模型K文件，導入Hypermesh的STP文件以及一步一步進行講解的視頻文件見付費內容，碼案例不易，感謝各位的支持，謝謝！
展開 第十八屆全國激波與激波管學術會議紀要
激波與激波管專業委員會主任姜宗林綜述了俞鴻儒院士在發展爆轟驅動理論與技術、推動激波領域學科發展、培育國家高溫氣動研究團隊、提升我國國際影響方面作出的卓越貢獻，并代表專委會給俞鴻儒院士頒發了“中國激波卓越貢獻獎”。俞鴻儒院士在大會特邀報告中回顧了激波管的發展歷史，并闡述了郭永懷先生在部署該領域研究方向時的前瞻性、戰略性大家風范。軍事科學院國防工程研究院周豐峻院士、國防科技大學王振國院士、中國力學學會副理事長戴蘭宏、中國空氣動力學會理事長/中國空氣動力研究與發展中心總師唐志共、中國航天空氣動力技術研究院院長李鋒、中科院力學所黨委書記劉桂菊分別致辭表示祝賀。中國空氣動力研究與發展中心樂嘉陵院士、美國德克薩斯大學Frank K Lu教授和德國亞琛工業大學Herbert Olivier教授分別作大會報告。
大會論文集共收錄論文120余篇，論文內容涉及到高溫氣體動力學、實驗設備和技術、激波動力學、超聲速燃燒、邊界層轉捩、界面不穩定性、爆炸和爆轟、數值方法等激波和激波管研究的相關領域。大會組委會經過認真討論，從大會宣講的90多篇學術報告中評選出3篇優秀青年論文和6篇優秀學生論文，并在閉幕式上向獲獎者頒發證書。會議期間，部分代表還參觀了力學所懷柔園區JF-12復現風洞、變馬赫數風洞和長時間推進風洞等設備。本屆會議，老中青研究人員歡聚一堂，熱烈交流激波與激波管及相關領域的最新發展和研究成果，加強了相關領域各科研單位的相互合作與聯系，推動了中國激波與激波管及相關研究領域的蓬勃發展。
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楊衛院士：力之大道兩周天（二）
力學所俞鴻儒、姜宗林的團隊建成了JF12激波風洞，采用了獨創的反向爆轟驅動方法，在國際上實現了馬赫數5~9的高超音速飛行條件，且JF12的氣流持續時間和平穩度都處于國際領先地位。2016年，美國航空航天學會把該學會的地面試驗獎授給姜宗林先生。姜宗林先生正在主持建設一個全新的JF22超高速風洞，思路從反向爆轟轉為正向爆轟。這也是國家自然科學基金資助的重大儀器項目，建成后的實驗所覆蓋的馬赫數可以達到10~25，其實驗溫度、實驗區域、實驗時間等數據也都不錯。這個正在建設之中的裝置將為更高速的飛行奠定實驗基礎。
圖3 關于高超音速的報道，取自《時代周刊》，第54卷，第24期，第 46 頁，1949年12月12日
（2）空天超燃發動機與新一代戰機
講到空天超燃發動機就要提及國防科技大學王振國教授的團隊。他們沒有走國際上的老路，而采用了一條特立獨行的技術路線，發動機圓滾滾的，里面也光溜溜的，只有若干處火焰穩定坑。其實驗結果令人鼓舞，已經接近于驗證全航程能力。原來人們認為高速超燃發動機需要耐受2000℃以上的高溫，結果王振國教授通過總體優化設計，使得需要耐受的溫度只有1000℃。通過力之大道，很多從逆向工程設計不能解決的問題，可以從根子上加以解決。
圖4是殲20戰機，其總師也是其他6個戰機型號的總師，包括“梟龍”、殲10A、B、C改進型、殲10雙座型、殲10教練機。他與我都畢業于西北工業大學，他學空氣動力學，我學材料與熱加工。楊偉所在的班出了三位總師，殲20的總師，運20的總師，還有殲15的副總師。
圖4 殲20
殲10的宋文驄總師提出了一個大膽的空氣動力學的布局，就是邊條襟翼控制的鴨式布局。但這時非線性程度高，對飛控要求苛刻。
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