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点火位置对泄爆空间甲烷-空气爆炸荷载的影响

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爆炸与冲击 2018年第4期38卷 898-904页

作者：王超强杨石刚方秦鲍麒陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室 91058部队

在12m3密闭空间内开展了甲烷-空气预混气体(甲烷体积分数为9.5%)的爆炸试验研究,改变点火位置,分析有泄爆口时点火位置对甲烷-空气爆炸超压和火焰形态的影响。结果表明:点火位置对Δp_1的升压速度基本没有影响,Δp_2的峰值随着点火位置... 详细信息

在12m3密闭空间内开展了甲烷-空气预混气体(甲烷体积分数为9.5%)的爆炸试验研究,改变点火位置,分析有泄爆口时点火位置对甲烷-空气爆炸超压和火焰形态的影响。结果表明:点火位置对Δp_1的升压速度基本没有影响,Δp_2的峰值随着点火位置远离泄爆口而增大,Δp_4的峰值与点火位置的关系为:中心点火最大,尾部点火次之,前端点火最小。在所有位置,Δp_1随着泄爆阈值的增大而增大,且增量相同;Δp_2在前端点火和中心点火时随泄爆阈值的增加而消失,仅在尾部点火时出现;Δp_4只有在中心点火时随泄爆阈值的增加而增加。外部火焰发展过程可以分为火球阶段和火焰喷射阶段,尾部点火和中心点火的火球大小及火焰喷射长度远大于前端点火。

关键词：甲烷泄爆超压峰值点火位置

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开敞空间大体积天然气爆炸荷载数值模拟研究

中国矿业大学学报 2020年第3期49卷 479-487页

作者：杨亚杨石刚方秦鲍麒李展陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 海军指挥学院江苏南京210016

基于前期进行的开敞空间天然气爆炸试验,利用AutoReaGas软件对开敞空间大体积天然气爆炸荷载与传播距离和气体体积V的关系进行了数值模拟研究.结果表明:开敞空间大体积天然气爆炸正相超压峰值和冲量均与传播距离近似呈反比;而正相超压... 详细信息

基于前期进行的开敞空间天然气爆炸试验,利用AutoReaGas软件对开敞空间大体积天然气爆炸荷载与传播距离和气体体积V的关系进行了数值模拟研究.结果表明:开敞空间大体积天然气爆炸正相超压峰值和冲量均与传播距离近似呈反比;而正相超压峰值与气体体积的2/3次方近似呈线性关系,气体体积越大,拟合程度越高;冲量与气体体积的2/3次方近似呈线性关系,且拟合度在99.6%以上.研究成果能有效预测开敞空间大体积天然气爆炸的荷载.

关键词：天然气爆炸开敞空间爆炸荷载数值模拟传播距离气体体积

战斗部对钢纤维混凝土结构的侵爆复合破坏效应

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兵器装备工程学报 2024年

作者：杨石刚徐国琳杨亚罗泽陆军工程大学国防工程学院

综合采用SPG-结构化ALE流固耦合和重启动的数值计算方法，分析了动能攻坚战斗部对钢纤维混凝土结构的侵爆复合破坏效应。结果表明：当战斗部命中结构右侧边缘柱中部和上方顶板中心时，边缘柱和顶板断裂变形，但整体结构稳定，少量冲击... 详细信息

综合采用SPG-结构化ALE流固耦合和重启动的数值计算方法，分析了动能攻坚战斗部对钢纤维混凝土结构的侵爆复合破坏效应。结果表明：当战斗部命中结构右侧边缘柱中部和上方顶板中心时，边缘柱和顶板断裂变形，但整体结构稳定，少量冲击波绕射进入结构内部，对内部人员不产生威胁；命中结构下方墙体时，墙体发生贯穿破坏并向内倾覆，大幅削弱结构的正面防御能力，结构内冲击波超压可对距离命中位置0.55米范围内人员造成致命伤害。

关键词：钢纤维混凝土结构攻坚战斗部侵彻爆炸破坏效应

天津港“8·12”特大火灾爆炸事故建筑物和人员损伤破坏情况及其爆炸威力分析

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土木工程学报 2017年第3期50卷 12-18页

作者：方秦杨石刚陈力柳锦春张亚栋解放军理工大学江苏南京210007

为定量评估天津港"8·12"特大火灾爆炸事故的灾害效应,文章对公开报道的事故资料进行了收集和梳理,基于质点震动速度、爆炸能量、爆炸成坑特征和建筑毁伤半径等4个关键参数,运用不同方法对爆炸灾害的威力效应(等效TNT当量)进行定量评估... 详细信息

为定量评估天津港"8·12"特大火灾爆炸事故的灾害效应,文章对公开报道的事故资料进行了收集和梳理,基于质点震动速度、爆炸能量、爆炸成坑特征和建筑毁伤半径等4个关键参数,运用不同方法对爆炸灾害的威力效应(等效TNT当量)进行定量评估;并基于爆炸现场的人员和建筑物的毁伤情况,结合TNT当量比例距离和相关手册的计算方法,对灾害评估结果进行了验证。评估结果表明:通过3种不同方法计算的爆炸灾害等效TNT当量具有较好的一致性,推算此次爆炸的威力相当于500t TNT炸药。

关键词：天津港爆炸 TNT当量人员伤亡建筑物毁坏

城市地下浅埋管沟可燃气体爆炸的灾害效应(Ⅱ):影响因素分析及后果评估

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爆炸与冲击 2023年第1期43卷 155-166页

作者：杨石刚蔡炯炜杨亚孙文盛门敬敏陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 73021部队浙江杭州310012

为系统地评估城市地下浅埋管沟可燃气体爆炸的灾害后果,利用FLACS软件模拟得到了可燃气体的爆炸荷载,并分析了该灾害对建筑物破坏和人员伤害的危险距离及影响因素。结果表明:当点火位置靠近管沟中间位置时,超压峰值和危险距离较大;泄爆... 详细信息

为系统地评估城市地下浅埋管沟可燃气体爆炸的灾害后果,利用FLACS软件模拟得到了可燃气体的爆炸荷载,并分析了该灾害对建筑物破坏和人员伤害的危险距离及影响因素。结果表明:当点火位置靠近管沟中间位置时,超压峰值和危险距离较大;泄爆口的大小对危险距离的影响不大,而对离泄爆口较近处的超压峰值影响较大;气云长度越长,超压峰值和危险距离也越大,但增幅逐渐减小直至不变;管沟的横截面面积越大,超压峰值和危险距离也越大;为避免造成严重的灾害后果,高耸建筑物和密集人群应远离泄爆口。

关键词：城市地下浅埋管沟可燃气体爆炸冲击波危险距离超压峰值气云长度后果评估

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非均匀混合可燃气云爆炸的数值计算方法

天然气工业 2014年第6期34卷 155-161页

作者：杨石刚方秦张亚栋陈力鲍麒李展中国人民解放军理工大学国防工程学院

利用计算流体动力学程序进行蒸气云爆炸后果评价是目前流行的方法。鉴于AutoReaGas保守地将气体的浓度分布假定为均匀的化学计量浓度场,导致模拟的气体爆炸后果比实际测量值或事故现场观测值偏大的问题,针对性地对AutoReaGas程序进行了... 详细信息

利用计算流体动力学程序进行蒸气云爆炸后果评价是目前流行的方法。鉴于AutoReaGas保守地将气体的浓度分布假定为均匀的化学计量浓度场,导致模拟的气体爆炸后果比实际测量值或事故现场观测值偏大的问题,针对性地对AutoReaGas程序进行了改进:先利用Fluent软件计算出非均匀浓度场,并开发了AutoReaGas软件接口,可以将Fluent软件的计算结果耦合进AutoReaGas软件,把原来均匀分布的浓度场替换成非均匀的浓度场,然后再执行求解器的运算,这样就能得到气体爆炸的温度、压力等变量。将其数值模拟结果与自然扩散型气云爆炸的实验结果进行对比,结果表明:新提出的非均匀混合气云爆炸的数值计算更加符合实验结果,有效地提高了计算精度,也验证了改进计算方法的有效性。在此基础上,应用改进的计算方法及程序对某盐岩储气库地面注采站天然气爆炸的后果进行了实例模拟分析,结论认为:改进的AutoReaGas软件能较好地模拟盐岩天然气地下储气库注采站非均匀混合的高斯气云爆炸。由此进一步扩大了该软件的适用范围。

关键词：蒸气云爆炸 CFD AutoReaGas Fluent非均匀浓度场超压浓度

城市地下浅埋管沟可燃气体爆炸的灾害效应(Ⅰ):冲击波在地面的传播

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爆炸与冲击 2022年第10期42卷 124-136页

作者：杨石刚蔡炯炜杨亚孙文盛门敬敏陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 73021部队浙江杭州310012

城市地下浅埋管沟燃气爆炸事故会造成严重的灾害后果,然而目前针对长直空间内的爆炸荷载通过泄爆口向外传播规律的研究较少。以此类事故为基础,基于前期进行的长直泄爆空间可燃气体爆炸试验,利用FLACS软件,对城市地下浅埋管沟内可燃气... 详细信息

城市地下浅埋管沟燃气爆炸事故会造成严重的灾害后果,然而目前针对长直空间内的爆炸荷载通过泄爆口向外传播规律的研究较少。以此类事故为基础,基于前期进行的长直泄爆空间可燃气体爆炸试验,利用FLACS软件,对城市地下浅埋管沟内可燃气体爆炸冲击波超压通过泄爆口到达地面后的分布进行了数值模拟,揭示了管沟内燃气爆炸冲击波在地面的传播规律。结果表明:传播到地面的爆炸冲击波会产生2个特征超压峰值Δp_(1)和Δp_(2);Δp_(1)较小,主要由压缩波引起,Δp_(2)为最大超压峰值,主要由火焰波引起;Δp_(2)随着与泄爆口之间的距离d的增大而逐渐减小,且各方向上数值的差异性较大,其中在沿管沟截面的短边方向上,呈对称衰减的趋势;Δp_(2)与d大致满足指数函数关系,且拟合度均高于98.8%。

关键词：城市地下管沟可燃气体爆炸冲击波超压峰值

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充气薄膜对开敞空间气体爆炸试验的影响分析

工程力学 2017年第7期34卷 232-240页

作者：鲍麒方秦张亚栋杨石刚陈力李展解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室 91058部队

为分析充气薄膜对开敞空间中可燃气体爆炸试验结果的影响,该文基于10 m半径的半球形氢气/空气混合气体的爆燃试验,采用AutoReaGas分析软件,建立精细化有限体积分析模型。计算结果与试验结果的对比分析表明,该文建立的有限体积模型能够... 详细信息

为分析充气薄膜对开敞空间中可燃气体爆炸试验结果的影响,该文基于10 m半径的半球形氢气/空气混合气体的爆燃试验,采用AutoReaGas分析软件,建立精细化有限体积分析模型。计算结果与试验结果的对比分析表明,该文建立的有限体积模型能够较为真实地反映充气薄膜对气体爆燃过程的影响;试验中薄膜的破裂超压约为0.5 k Pa^3 k Pa。进一步分析了充气薄膜对1 m^3、8 m^3、125 m^3和1000 m^3的氢气/空气、乙炔/空气和甲烷/空气混合气体爆燃超压的影响。结果表明,充气薄膜对爆燃超压的影响随着气体体积、燃烧速度和传播距离的增加而减弱,并据此给出了不同气体爆炸试验中充气薄膜选择的建议。

关键词：充气薄膜可燃气体数值模拟开敞空间爆炸试验

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盐岩地下储库气体泄漏量的计算方法

岩石力学与工程学报 2012年第A02期31卷 3710-3715页

作者：杨石刚方秦张亚栋马林建解放军理工大学工程兵工程学院江苏南京210007

为分析评估盐岩储气库泄漏事故灾害,借鉴现有输气管道气体泄漏率计算模型和压力容器泄压模型,提出一种适合于盐岩储库气体泄漏量的计算方法,与典型试验对比验证所提出计算方法的有效性;并以金坛盐岩地下储库为例,分析得到泄漏孔径、运... 详细信息

为分析评估盐岩储气库泄漏事故灾害,借鉴现有输气管道气体泄漏率计算模型和压力容器泄压模型,提出一种适合于盐岩储库气体泄漏量的计算方法,与典型试验对比验证所提出计算方法的有效性;并以金坛盐岩地下储库为例,分析得到泄漏孔径、运营压力、井管长度对气体泄漏率的如下影响规律:气体泄漏率随着注采井套管破裂孔径的增大而逐渐增大,随着盐岩储气库运营压力的增大而线性增加,并随着井管管长的增大而逐渐减小。另外,应用所提出的模型对盐岩储库的气体泄漏速率和泄漏质量随时间的变化进行评估。

关键词：岩石力学盐岩储气库气体泄漏泄压模型计算方法