有限时间爆破（精选3篇）
有限时间爆破 篇1
摘要：黎曼不变量是研究守恒律系统的一种重要方法, 在许多模型中都有广泛的应用。本文利用该方法, 研究了欧拉坐标系下的p系统, 获得了几个有关解的全局性和有限时刻爆破的临界条件。
关键词：临界点,有限时间爆破,黎曼不变量
研究全局解和有限时间爆破较为广泛的就是黎曼不变量方法。在文献[1]中, Li通过下面的模型已经得到了全局光滑解下的三个下界临界点[3]和有限时间下的五个上界临界点:
接下来, 通过上面方法去研究一类守恒率系统下的全局光滑解和有限爆破。在文献[2]中, R.Alexandre提出一个液体燃料蒸发的数学模型, 它可以变为下面的结构形式
其中系统 (2) 第二个方程的右端没有松弛项[4]。下面模型是带有松弛项的:
满足初始数据 (ρ, u) (x, 0) = (ρ0, u0) (x) , x∈R (4)
t>0是松弛时间, Ve (ρ) 代表平衡速率并且Ve (ρ) <0, c0代表干扰项的传播速度。
1 系统 (2) 的全局解和有限时间爆破
我们注意到, 系统 (2) 的矩阵形式为
其中的特征值是λ, μ对应的黎曼不变量分别为Z (ρ, v) , W (ρ, v) ,
我们得到
情形1:1<m<3或者m>3
若则Wx, Zx是一致有界的。
若存在a0∈R, 使得将在一个有限时间点趋近于负无穷。
情形2:m=3。
情形1:当B>0, 也就是1<m<3时
如果对于任意都成立, 则a一致有界。
情形2:当B=0, 也就是m=3。
如果对于任意都成立, 则a一致有界。
情形3:当B<0即m>3时,
如果对于任意都成立, 则a一致有界。
同理, 沿着第二个特征线, 我们用同样的方法可以得到相对应的结论。
2 系统 (3) 的全局解和有限时间爆破
引理2.1假设v0和ρ0的初始数据是一致有界的, 从上文中我们导出λ1, x=R-, λ2x=R- (16)
运用类似的方法, 我们得到
3 结论
对于p系统而言, 我们从一般的数学物理方程可知, 黎曼不变量的正负对于解的影响是显著的, 本文的结论在某种程度上印证了这一点;接下来, 我们将会继续考察模型 (3) , 以期能够获得更多的结论。
参考文献
[1]T.Li and H.L.Liu, Critical Thresholds in Relaxation Systems with Resonance of Characteristic Speeds, submitted, 2006.
[2]R.Alexandre, A mathematical model for the evaporation of a liquid fuel droplet, subject to nonlinear constraints.Applied Mathematics and Computation 199 (2008) :139-154.
[3]H.L.Liu, E.Tadmor, Critical thresholds in a convolution model for nonlinear conservation laws, SIAM J.Math.Anal.33 (2002) :930-945.
[4]T.P.Liu, Hyperbolic conservation laws with relaxation, Comm.Math.Phys, 108 (1987) :153-175.
有限时间爆破 篇2
转变角色, 立志创业
2001年, 王培良退役后, 在创业方面遇到许多障碍和困惑, 但他并没有因为环境的改变和角色的转换而停止前进的步伐。为弥补自己专业知识的不足, 尽快适应社会主义市场经济条件下企业经营管理的要求, 一方面他购买了大量学习资料, 从基础学起, 先后自学了《炸药起爆理论》《爆破技术和设计》《爆破安全技术和管理》《爆破工程招标与项目管理》等爆破专业知识。另一方面, 坚持把所学的知识与实践相结合, 他边学习、边实践、边请教, 通过实践解决遇到的实际问题, 在实践中开阔眼界, 吸取经验。
知难而上, 迎接挑战
困难总是与希望同在, 挑战往往与机遇并存。20多年的军旅生活, 磨炼和铸就了他坚忍不拔的顽强性格, 也给了他战胜困难的勇气和信心。像许许多多创业者一样, 王培良的创业并不是一帆风顺。随着市场经济的不断发展, 具有一定技术和实力的爆破公司日益壮大, 市场竞争异常激烈。面对困难, 他和他的战友没有慌乱和退却, 只有一个信念, 就是要保持军人本色, 知难而上, 决不退缩。通过对爆破市场和自身情况的冷静分析和反复研究, 他们充分认识到:市场竞争不但要靠雄厚的实力, 也要靠坚忍不拔的精神, 只要有决心和信心, 就没有干不成的事。他聘名师、筹资金、购设备、拓市场、抓管理, 坚持从狠抓施工质量入手, 严把安全关, 结合自己在部队的带兵经验, 很快在公司建立起一套行之有效的管理机制, 公司各项工作健康、快速发展, 呈现勃勃生机。
把握商机, 扩大规模
巩固老市场, 把握新商机, 始终是王培良追求的目标。在他的带领下, 公司的经营业务已由河南省内逐步拓展到山东、山西、湖北、河北等省市。为了拓展市场, 常常要付出很大努力。他就是靠军人特有的吃苦耐劳精神和真诚与执著, 感动了许多工程招标单位, 竞争到了许多工程项目。公司在工程项目方面, 也已由原来的山体爆破、简单的城镇基础爆破发展到高大建筑控制拆除爆破, 由单一的爆破工程发展到综合的服务施工队伍, 服务质量受到新老客户的好评, 公司效益不断增加, 市场前景更加广阔。
回报社会, 奉献爱心
有限时间爆破 篇3
关键词：爆破管,电容式测压,ANSYS,MATLAB
爆破管膛内动态压力是进行管内爆破试验设计和研发的重要参数, 对于得到管壁允许强度、膜片破膜压力峰值和爆破药性能都十分重要[1]。目前主要使用的是放入式测压器和电子压电测压器两种方法, 但都无法解决其结构与安装空间小的矛盾[2,3]。因此, 本文就适用于中小管径爆破管膛压测试的电容式壳体测压器的结构强度进行了验证, 并对其动态特性进行模拟分析, 通过实验对模拟曲线进行了校准, 分析了可行性。
1 测压器的结构及基本原理
电容式测压器是筒状结构, 由一厚壁的外筒, 端盖和内部电路筒以及加在内外筒之间的聚四氟乙烯环构成。外筒取良好的弹性元件, 则可以利用内外筒构成一个以空气为介质的电容器。外筒直接曝露于燃爆场内, 测得数据更准确, 故其材料应选择超高强度的18Ni ( 300) 马氏体时效钢, 其弹性模量为186 Gpa, 屈服极限达到2 000 MPa[4]。设外筒半径为R, 内筒内半径分别为r, 筒高为L, 筒间距为d, 空气介质系数为 ε0, 聚四氟乙烯的截至系数为 εJ。
该测压器的工作原理为: 外筒在收到外部压力载荷产生变形时, 内外筒之间的距离d发生变化, 因此使得壳体电容值C发生变化, 进而改变内外筒之间电压。用测量电路采集壳体电容电压与参考电容电压的差分响应, 从而实现存储测试。其电容的计算公式如下[5]:
2 静力作用下壳体测压器的计算与分析
2. 1 静力分析与计算
采用有限元分析软件ANSYS进行静压响应分析。在Define Loads中将载荷从0 线性加载至600 MPa, 分度值是150 MPa。通过软件自带后处理器General Postproc, 获取测外筒内壁与内筒对应X坐标方向、Y坐标方向的位移形变量。在Options Outp中把每次提取参数样本容量值设置为15。提取测压器筒内壁沿设定路径的各点径向位移响应如图1 所示。
由以上分析可知, 测压器壳体沿高度变形量与其对应高度之间是非线性关系。
将采集到的15 个数据与对应载荷录入到Ansys中, 通过拟合可以计算出不同载荷作用下测压器外筒内壁半径R0与高度h的函数关系。
因内外筒间有空气和聚四氟乙烯两种介质, 壳体电容量对筒式电容器单位长度电容量公式沿高度方向分段积分就是筒底、环形平板电容器的电容量之和, 如公式 ( 2) 所示:
式中, ε0、εJ、εK分别为真空介电常数、聚四氟乙烯及空气相对介电常数。通过用MATLAB软件可以解得测压器在静力作用下的电容响应结果如表1 所示。
2. 2 分辨率
分辨率是静力响应的重要参考量。为此我们假设壳体初始电容为匹配标准电容; 通过MATLAB得到的拟合值等于其实际静态响应值。
通过对表1 的数据进行处理, 利用MATLAB的曲线拟合功能可以得到电容与压力的曲线如图2 所示, 可以得出, 测压器的电容与压力的关系变化规律是非线性的。
通过再次利用MATLAB二次拟合得到曲线的方程为:
分辨率是指传感器的电容值实际值最小变化的能力。工程实践中, 常用相对误差的概念表示“线性度”的大小, 也即传感器的实际特性曲线与拟合直线的绝对误差的绝对值与输出真值比值, 如公式 ( 3) 所示[5]:
由表2 的数据可知最大拟合误差为: ΔYLmax= 0. 636, 根据式 ( 3) 可求出分辨率:
3 壳体测压器动态冲击响应
为了尽量模拟实际环境情况, 对测压器进行了瞬间600 MPa的高压模拟仿真, 以便于得出其动态特性。
3. 1 载荷的施加
在ANSYS软件的Preprocessor > Define Loads中对有限元模型施加如图3 所示的压力载荷, 选用不同载荷方式的载荷步加载, 在仿真过程中, 将该压力载荷施加到壳体的外侧面, 如图3。
3. 2 动态仿真结果及分析
对测压器模型进行载荷设定条件后, 在Solution中求解, 如图4 膛压简化曲线所示, 由通用后处理器General postpoc查看结果。当t = 5 ms时, 压力载荷达到峰值600 MPa, 壳体内壁各节点应力达到最大值。图5 为壳体在压力达到峰值时的应力云图。
由图上可以看出, 当膛压达到最大值600 MPa时, 测压器并没有出现塑性变形, 所有节点的应力均小于材料设置的屈服应力极限, 仍然属于弹性变形范围内, 即壳体压力响应良好, 作为承压结构合理。
3. 3 在模拟膛压发生器上进行动态校准
模拟膛压发生器作用是模拟爆破管膛内压力作用。配置不同剂量的发射药可以获得不同的爆破压力, 不同厚度的爆破片可以控制实现不同的峰值压力[6,7]。爆破产生的流场压强作用在电容测压器上, 通过测量电容电压的变化, 得到膛内的P-t曲线。
在校准过程中, 可以认为是一个密闭的空间, 腔内压力场平稳, 符合校准的条件, 破膜以后也即下降沿时间, 腔内压力迅速流失, 大量燃爆气体喷出, 各个基准测压点混乱, 传感器的非线性显著。如图6 所示的实际校准数据也说明这一点。
从图6 可以得出, 上升沿与标准传感器基本吻合, 这是因为在上升沿时刻模拟膛压发生器膜片尚未破损, 而下降沿与标准传感器出现了一定的误差, 没有马上归零, 这可能是因为受弹性滞后和弹性后效的影响。
4 结论
本文利用Ansys仿真分析软件对一种应用于爆破管的壳体电容式测压器进行了设计与分析, 研究了其静态特征和高冲击下动态冲击仿真。利用测量电容的变化范围得到冲击响应的变化, 通过MATLAB的数值拟合分析得到测压器的分辨率, 以及在模拟膛压发生器中对测压器进行动态校准, 并通过对实测数据的分析阐明了电容式测压器设计的合理性。
参考文献
[1]陈聪.压力容器用爆破片应用技术的研究[D].西安:西北大学, 2012.
[2]李新娥, 祖静, 马铁华, 等.用于火炮膛压力测试的电容式传感器的设计[J].仪器仪表学报, 2011, 32 (3) :640-645.
[3]王海明, 裴东兴, 张瑜.微小型放入式电子测压器的研究[J].电子设计工程, 2009, 17 (12) :28-31.
[4]陈建刚, 张建福, 卢凤双, 等.18Ni马氏体时效钢强化方法概述[J].金属功能材料, 2009, 16 (4) :46-49.
[5]孟立凡, 蓝金辉.传感器原理与应用[M].北京:电子工业出版社, 2008:6-12.
[6]刘飞, 徐鹏, 张红艳.电容式测压器的壳体设计与仿真[J].弹箭与制导学报, 2011, 31 (6) :193-196.