摘要:
基于竖直爆轰管和径向Hele-Shaw Cell, 设计并搭建了一套准二维柱面爆炸波加载装置, 可以实现对Hele-Shaw Cell内部材料界面的径向冲击加载. 竖直爆轰管内部的预混气体在底部点燃后, 形成向上传播的冲击波, 冲击波冲破爆轰管开口与Hele-Shaw Cell底板开孔之间的隔膜后, 被Hele-Shaw Cell的顶板阻碍, 形成在Hele-Shaw Cell内部径向传播的发散柱面波. 通过同步的高速摄影和压力测试系统, 可以获得Hele-Shaw Cell内部燃爆产物气体的膨胀过程, 同时将膨胀过程与Hele-Shaw Cell内部冲击压力演化过程相耦合. 实验发现Hele-Shaw Cell内部的柱面冲击波具有良好的可重复性和环向压力均匀性. 对燃爆过程和Hele-Shaw Cell内部的柱面波传播过程进行了CFD数值模拟, 当预混气体初始压力在100~250 kPa范围内时, 可获得超压峰值在400~3 000 kPa, 冲量在50~180 Pa·s,Ma为2.8~4.4的柱面波, 通过函数拟合得到了超压随径向传播距离呈幂函数衰减的规律, 揭示了爆轰管内的燃爆过程对Hele-Shaw Cell内部超压和冲量分布的影响. 研究发现, 通过调节燃爆过程和预混气初始条件可以实现对Hele-Shaw Cell内部冲击波加载参数的调控.