一种炸药快速烤燃的评估方法

技术特征：
1.一种炸药快速烤燃的评估方法，其特征在于，该评估方法的具体步骤如下：步骤一，搭建快速烤燃试验系统，开展快速烤燃试验；步骤二，根据快速烤燃试验系统建立含空气域的快速烤燃计算模型进行仿真；所述含空气域的快速烤燃计算模型包括：试验弹模型(2)、空气域(4)、燃料入口(1)及燃料出口(3)；步骤三，对含空气域的快速烤燃计算模型中的试验弹模型(2)内的装药模型(6)进行不同尺寸的计算，即通过改变装药模型(6)的直径，通过计算获得不同装药模型(6)直径下的装药模型(6)的点火时间a；步骤四，建立不含空气域的快速烤燃计算模型，所述不含空气域的快速烤燃计算模型仅包括试验弹模型(2)；试验弹模型(2)的弹壳模型(5)的外壁面(7)采用热通量边界作为加热边界；根据该不含空气域的快速烤燃计算模型，在与步骤三中的装药模型(6)的直径相同的条件下，计算装药模型(6)的点火时间b，并通过调节热通量边界大小，使得步骤三中的点火时间a与所述点火时间b相等；最终得到热通量边界与对应的装药模型(6)的直径之间的散点对应关系，并将该散点拟合为曲线；步骤五，根据装药模型(6)的任一直径及根据步骤四的曲线计算得到的热通量边界，将该热通量边界加载到试验弹模型(2)的外壁面(7)进行计算，获取装药模型(6)内部温度变化、点火时间及点火温度，对炸药快速烤燃特性进行评估。2.如权利要求1所述的一种炸药快速烤燃的评估方法，其特征在于，在步骤一中，所述试验系统包括：燃油池(8)、试验弹(14)、热电偶(9)、支架(10)、悬挂杆(11)、点火装置(12)及温度记录仪(13)；所述试验弹(14)包括：弹壳(15)和装填在弹壳(15)内的装药(16)；试验弹(14)通过悬挂杆(11)固定在支架(10)上，燃油池(8)位于试验弹(14)的正下方，且试验弹(14)的最低处与燃油池(8)的燃油上表面之间的距离为300mm，燃油池(8)内的燃油与点火装置(12)连接；热电偶(9)安装在试验弹(14)的外部，且热电偶(9)位于所述试验弹(14)的轴线延长线上，所述热电偶(9)与试验弹(14)的外端面的最近距离为50mm，所述温度记录仪(13)与热电偶(9)电性连接；进行快速烤燃试验时，点火装置(12)点燃所述燃油，燃油池(8)内的燃油燃烧产生火焰及高温燃气，并在试验弹(14)的周围形成火焰场，试验弹(14)的装药(16)在火焰场内升温，当火焰场的温度高过试验弹(14)的装药(16)的燃点时当试验弹(14)的装药(16)的最高温度高于其燃点时，装药(16)点火；热电偶(9)测量在燃油池(8)的燃油燃烧时，试验弹(14)所处火焰场的环境温度，温度记录仪(13)记录热电偶(9)所测量的环境温度随时间的变化，得到试验的环境温度随时间的变化曲线。3.如权利要求2所述的一种炸药快速烤燃的评估方法，其特征在于，在步骤二中，所述试验弹模型(2)与所述试验弹(14)完全相同，包括：弹壳模型(5)和装填在弹壳模型(5)内的装药模型(6)；所述燃料入口(1)为燃油池(8)的燃油燃烧产生的高温燃气，燃料入口(1)的边界条件为质量流量入口边界，质量流量入口边界采用温度分段函数和质量流率拟合试验环境温度；试验弹模型(2)的最低处距燃料入口(1)距离与试验弹(14)的最低处与燃油池(8)的燃油上表面之间的距离相同；燃料出口(3)的边界条件为压力出口边界；通过调节所述燃气质量流率和温度分段函数来模拟燃油池(8)的燃油燃烧产生的火焰场的情况，计算得到试验弹模型(2)所处火焰场的环境温度随时间的变化曲线，若该计算得到试验弹模型
(2)所处火焰场的环境温度随时间的变化曲线与试验得到的环境温度随时间的变化曲线在同一时间点的环境温度差值在设定范围内，说明所建立的计算模型能够描述所述快速烤燃试验系统的火焰场。4.如权利要求1-3任一项所述的一种炸药快速烤燃的评估方法，其特征在于，在步骤四中，采用origin软件中的单相指数衰减函数，对热通量边界与对应的装药模型(6)的直径之间的散点对应关系进行拟合。5.如权利要求1-3任一项所述的一种炸药快速烤燃的评估方法，其特征在于，在步骤四中，采用matlab软件对热通量边界与对应的装药模型(6)的直径之间的散点对应关系进行拟合。6.如权利要求4所述的一种炸药快速烤燃的评估方法，其特征在于，在步骤四中，热通量边界与对应的装药模型(6)的直径之间的散点对应关系拟合为曲线后的表达式如下：其中，φ为热通量边界，d为装药模型(6)的直径。7.如权利要求5所述的一种炸药快速烤燃的评估方法，其特征在于，在步骤四中，热通量边界与对应的装药模型(6)的直径之间的散点对应关系拟合为曲线后的表达式如下：其中，φ为热通量边界，d为装药模型(6)的直径。8.如权利要求1-3任一项所述的一种炸药快速烤燃的评估方法，其特征在于，在步骤三之前，需要对步骤二建立的含空气域的快速烤燃计算模型进行网格划分，划分空气域(4)网格尺寸为100mm，划分试验弹模型(2)的网格尺寸为2mm。

技术总结
本发明公开了一种炸药快速烤燃的评估方法，具体步骤为：根据快速烤燃试验系统建立含空气域的快速烤燃计算模型进行仿真；所述含空气域的快速烤燃计算模型包括：试验弹模型、空气域、燃料入口及燃料出口；建立不含空气域的快速烤燃计算模型，所述不含空气域的快速烤燃计算模型仅包括试验弹模型；最终得到热通量边界与对应的装药模型的直径之间的散点对应关系；根据装药模型的任一直径及计算得到的热通量边界，将该热通量边界加载到试验弹模型的外壁面进行计算，获取装药模型内部温度变化、点火时间及点火温度，对炸药快速烤燃特性进行评估；本发明能够对现有的含空气域快速烤燃计算进行优化，实现无空气域炸药快速烤燃的评估。实现无空气域炸药快速烤燃的评估。实现无空气域炸药快速烤燃的评估。


技术研发人员：王昕捷 刘瑞峰 黄风雷
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2022.04.12
技术公布日：2022/7/29