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                  成都安世亞太科技有限公司
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                  經典案例
                  火工品 cook-off 虛擬實驗仿真分析

                  TASK

                  本項目對已有的 TNT 炸藥烤燃實驗進行了數值模擬計算,考慮了炸藥的熱傳導、 自熱反應和液態炸藥的對流傳熱,把計算結果與參考論文的結果進行了比較。對快速烤燃下炸藥反應情況進行了計算,分析了烤燃過程中炸藥相變和熱反應過程。


                  SOLUTION

                  主要技術挑戰:

                  • 在炸藥烤燃中,低熔點固體炸藥受熱后會相變熔化,之后才發生燃燒或爆炸等劇烈反應。炸藥相變吸收熱量會導致炸藥物性參數改變,最終影響炸藥的點火時間,點火溫度和 點火位置。因此,在炸藥烤燃研究中考慮炸藥相變過程,才能對炸藥熱安全性進行全 面準確地分析和評價。

                  解決方案:

                  • TNT 炸藥熔點低,受熱時很容易相變熔化。因此以 TNT 炸藥為對象,研究炸藥烤燃的相變過程。1994 年, Scholtes 等對 TNT 炸藥進行了烤燃實驗,測量了炸藥溫度隨時間的變化曲 線,曲線顯示了炸藥明顯的相變特征。本文根據 Scholtes 等人的實驗裝置, 建立TNT 炸藥烤燃反應模型。

                  • 基于 Fluent 定制用于 TNT 相變計算的物性材料參數;基于融化機理,開發 TNT 專用相變模型;計算結果和文獻進行比較驗證


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                  結論:

                  本次計算參考了北理工陳朗教授的論文《考慮相變的炸藥烤燃數值模擬計算》中快速烤燃的結果。TNT 烤燃溫升 0.3K/s 時本文計算和文獻中計算的比較符合。

                  本次計算和論文《考慮相變的炸藥烤燃數值模擬計算》中結果的對比


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                  Customer Benefit

                  本項目基于 CFD 手段再現了考慮相變的炸藥烤燃過程仿真,從整個趨勢來看還是比較合理的。本案例有力證明該項目在火工品行業 Cook-Off 數值模擬中的權威性和可靠性。


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