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超高速撞击波阻抗梯度材料形成的碎片云相变特性

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兵工学报 2021年第4期42卷 773-780页

作者：郑克勤张庆明龙仁荣薛一江龚自正武强张品亮宋光明北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094

在超高速碰撞下,波阻抗梯度材料能使弹丸的动能更多地转变为靶板材料内能,使其发生熔化、气化等相变,分散和消耗弹丸的动能,进而实现航天器对空间碎片的防护。以钛、铝、镁3种材料组成的波阻抗梯度材料为研究对象,借助于光滑粒子流体动... 详细信息

在超高速碰撞下,波阻抗梯度材料能使弹丸的动能更多地转变为靶板材料内能,使其发生熔化、气化等相变,分散和消耗弹丸的动能,进而实现航天器对空间碎片的防护。以钛、铝、镁3种材料组成的波阻抗梯度材料为研究对象,借助于光滑粒子流体动力学数值模拟方法,采用Tilloston状态方程和Steinberg-Guinan本构模型,给出各材料的冲击相变判据,结合速度为7.9 km/s的超高速碰撞实验结果,验证数值模拟结果的有效性。计算结果表明:钛、铝、镁波阻抗梯度材料在受到大于4 km/s速度撞击时,形成的碎片云会发生不同程度的熔化和气化;钛、铝、镁3种组分分别在受到6 km/s、5 km/s、4 km/s速度撞击时碎片云会发生熔化,在受到8 km/s、9 km/s、6 km/s速度撞击时碎片云会发生气化。

关键词：超高速撞击波阻抗梯度材料碎片云相变

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不同爆炸冲击波对兔肺部损伤伤情的影响

中华创伤杂志 2018年第7期34卷 637-642页

作者：巨圆圆阮狄克徐成胡明刘立洋陈佳海王静李军龙仁荣海军总医院骨科北京100048 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

目的观察不同爆炸冲击波对大白兔肺部损伤伤情的影响，兔肺部损伤后死亡的预测模型。方法选取6只体重2．0～2．5kg、月龄（64-1）个月的健康雄性新西兰大白兔，将其放置于90gTNT炸药周围0．5m、0．6m、0．7m、0．9m、1．0m、1．2m爆炸... 详细信息

目的观察不同爆炸冲击波对大白兔肺部损伤伤情的影响，兔肺部损伤后死亡的预测模型。方法选取6只体重2．0～2．5kg、月龄（64-1）个月的健康雄性新西兰大白兔，将其放置于90gTNT炸药周围0．5m、0．6m、0．7m、0．9m、1．0m、1．2m爆炸距离处进行爆炸伤实验。观测爆炸冲击波特征参数、肺部大体伤情。基于实验结果，通过量纲分析理论，建立大白兔肺部损伤度随爆炸距离的变化规律并确定大白兔死亡曲线。结果90gTNT炸药爆炸，冲击波峰值超压和比冲量随着爆炸距离的增加迅速减小，0．5m处的峰值超压和比冲量分别达到0．79MPa和82Pa·s，1．2m处的峰值超压和比冲量分别为0．10MPa和34Pa·S。0．5m和0．6m处的大白兔死亡，0．7m处的大白兔中伤，0．9m、1．0m、1．2m处的大白兔轻伤。通过量纲分析理论，建立了90gTNT炸药爆炸条件下大白兔肺部损伤度随爆炸距离的变化规律，肺部损伤度随爆炸距离呈指数衰减[φ=（R／0．6）-5.64（φ为肺部损伤度，R为爆炸距离）]。利用“超压-比冲量”准则评估大白兔是否死亡，大白兔死亡曲线为（P00．1）（I-59）=2．6（P为峰值超压，I为比冲量），临界超压和比冲量分别为0．1MPa和59Pa·S。结论建立了90gTNT炸药爆炸条件下大白兔肺部损伤度随爆炸距离的变化规律。综合考虑冲击波峰值超压和比冲量对大白兔肺部的损伤效应，确定了兔子死亡曲线，这对爆炸伤伤情预测分析具有参考意义.

关键词：爆震伤肺损伤兔伤情预测

爆炸冲击波作用下胸壁动态响应与肺部损伤的关系

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转化医学杂志 2019年第3期8卷 179-182页

作者：徐成巨圆圆胡明龙仁荣阮狄克中国人民解放军总医院第六医学中心骨科北京100048 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

目的获得不同爆炸冲击波作用下兔肺部损伤度和胸壁变形速度,分析胸壁变形速度与肺部损伤度之间的函数关系。方法开展兔冲击伤实验,获得等效90 g TNT炸药爆炸条件下0.5、0.6、0.7、0.9、1.0、1.2 m爆炸距离处兔肺部伤情;建立兔胸部有... 详细信息

目的获得不同爆炸冲击波作用下兔肺部损伤度和胸壁变形速度,分析胸壁变形速度与肺部损伤度之间的函数关系。方法开展兔冲击伤实验,获得等效90 g TNT炸药爆炸条件下0.5、0.6、0.7、0.9、1.0、1.2 m爆炸距离处兔肺部伤情;建立兔胸部有限元计算模型,对实验工况进行数值模拟,获得胸壁变形速度;通过数据拟合,建立兔胸壁变形速度与肺部损伤度之间的关系。结果 0.5、0.6 m处的兔当场死亡,胸壁变形速度分别为2.10、1.46 m/s;0.7 m处的兔中度损伤,胸壁变形速度为1.10 m/s;0.9、1.0、1.2 m处的兔轻伤,胸壁变形速度分别为0.64、0.51、0.35 m/s。兔肺部损伤度与胸壁变形速度之间的关系为Ф=0.3192 ·V^3.0119 。结论胸壁变形速度与肺部损伤度有明显的相关性,可以用来预测爆炸冲击波作用下肺部损伤伤情。

关键词：冲击波肺部损伤胸壁动态响应数值模拟

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动能撞击偏转近地小天体研究进展

宇航学报 2023年第1期44卷 9-24页

作者：刘文近张庆明龙仁荣任健康龚自正任思远武强宋光明陈川张品亮北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094

以近地小天体防御为背景,介绍了近地小天体的基本概念和物理特性,分析了超高速动能撞击偏转近地小天体的研究进展。讨论了超高速动能撞击近地小天体表面成坑形貌、相似律以及成坑过程中抛射物产生机制、演化过程和抛射物质量速度分布相... 详细信息

以近地小天体防御为背景,介绍了近地小天体的基本概念和物理特性,分析了超高速动能撞击偏转近地小天体的研究进展。讨论了超高速动能撞击近地小天体表面成坑形貌、相似律以及成坑过程中抛射物产生机制、演化过程和抛射物质量速度分布相似律。总结了基于结合点源假设、实验和数值模拟结果建立的超高速动能撞击小天体动量传递理论模型和相似律。分析了近地小天体的物理特性和撞击条件对动量传递系数的影响规律。归纳了超高速动能撞击偏转近地小天体研究中存在的问题,对超高速动能撞击防御小天体的发展趋势提出了若干建议。

关键词：超高速撞击动能撞击偏转近地小天体相似律行星防御

我国应对近地小行星撞击风险和动能撞击偏转研究的若干进展

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上海航天（中英文） 2024年第5期41卷 11-23页

作者：龚自正宋光明陈川张品亮刘文近张庆明龙荣仁北京卫星环境工程研究所北京100094 辽宁大学空间科学与技术研究院辽宁沈阳110036 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点试验室北京100081

近地小行星(NEA)撞击地球是人类长期面临的重大潜在威胁,基于监测预警和风险评估,实施在轨处置是防范化解NEA撞击风险的最佳途径。本文概述了国际近地小行星撞击风险应对的现状与发展趋势,介绍了2020年我国启动应对近地小行星撞击风险... 详细信息

近地小行星(NEA)撞击地球是人类长期面临的重大潜在威胁,基于监测预警和风险评估,实施在轨处置是防范化解NEA撞击风险的最佳途径。本文概述了国际近地小行星撞击风险应对的现状与发展趋势,介绍了2020年我国启动应对近地小行星撞击风险工作以来的主要进展。着重从实验、数值仿真和理论建模3个方面介绍了我国在动能撞击偏转在轨处置技术研究的若干进展,展望了我国即将实施的首次近地小行星动能撞击防御演示验证任务,提出了在轨处置体系能力与技术深化研究建议。

关键词：近地小行星(NEA) 风险应对动能撞击偏转中国研究进展

弹丸高速碰撞过程中靶面三维面形数据获取方法

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航天器环境工程 2020年第3期37卷 258-263页

作者：薛俊鹏张启灿王旭隆昌宇何徽刘元坤龙仁荣四川大学空天科学与工程学院四川大学电子信息学院成都610065 中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900 北京卫星环境工程研究所北京100094 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

文章利用二级轻气炮作为高速碰撞弹丸的加载设备,结合基于傅里叶变换轮廓术的结构光三维测量方案实现高速碰撞过程三维面形数据的获取。系统由柯拉照明条纹投影部分和记录形变相位调制信息的百万帧频光电相机组成,根据所标定的相位高度... 详细信息

文章利用二级轻气炮作为高速碰撞弹丸的加载设备,结合基于傅里叶变换轮廓术的结构光三维测量方案实现高速碰撞过程三维面形数据的获取。系统由柯拉照明条纹投影部分和记录形变相位调制信息的百万帧频光电相机组成,根据所标定的相位高度映射参数和高速采集图像的相位分析数据计算出不同时刻穿甲靶面的三维坐标值。实验结果表明,该方法可实现2.976 km/s高速碰撞实验靶面几何变形的三维数据测量,能够为航天器防护结构设计及爆轰穿甲特性分析提供真实三维几何尺寸数据。

关键词：三维面形测量二级轻气炮超高速撞击傅里叶变换相机标定

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超高速动能撞击密实小行星的动量传递规律

深空探测学报（中英文） 2023年第4期10卷 420-427页

作者：刘文近张庆明龙仁荣龚自正任健康任思远武强宋光明陈川张品亮北京理工大学爆炸科学与技术国家重点试验室北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094

动能撞击被认为是使潜在威胁小行星偏离与地球碰撞轨道的有效方法。基于撞击速度对动量传递系数的影响规律,利用二级轻气炮进行了6mm铝弹丸以2~4km/s超高速撞击玄武岩靶试验,利用AUTODYN光滑粒子流体动力学方法开展了数值模拟,将模拟结... 详细信息

动能撞击被认为是使潜在威胁小行星偏离与地球碰撞轨道的有效方法。基于撞击速度对动量传递系数的影响规律,利用二级轻气炮进行了6mm铝弹丸以2~4km/s超高速撞击玄武岩靶试验,利用AUTODYN光滑粒子流体动力学方法开展了数值模拟,将模拟结果和试验结果进行了比较,验证了计算模型和参数的准确性。模拟结果表明在不同撞击速度下抛射物的质量和速度分布基本一致,撞击速度越大累计抛射物质量越大。结合试验和数值模拟结果,获得了动能撞击密实小行星的动量传递系数相似律,密实小行星的动量增强系数随撞击速度的0.65次方的增大而增大。动量传递相似律可为动能撞击偏转小行星提供数据支撑。

关键词：超高速碰撞相似律行星防御数值模拟

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空气冲击波作用下肺部载荷特性数值模拟

转化医学杂志 2018年第1期7卷 49-53页

作者：巨圆圆阮狄克徐成胡明刘立洋陈佳海王静李军龙仁荣海军总医院骨科北京100048 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

目的分析空气冲击波作用下兔肺部载荷特性,为冲击波毁伤评估及其防护救治提供参考。方法建立兔胸部二维平面模型,利用ANSYS Autodyn有限元分析软件模拟90 g TNT装药爆炸,0.5 m爆炸距离处兔胸部的动态响应。结果在冲击波与兔胸部接触的... 详细信息

目的分析空气冲击波作用下兔肺部载荷特性,为冲击波毁伤评估及其防护救治提供参考。方法建立兔胸部二维平面模型,利用ANSYS Autodyn有限元分析软件模拟90 g TNT装药爆炸,0.5 m爆炸距离处兔胸部的动态响应。结果在冲击波与兔胸部接触的局部区域,肺部压力首先由壁面压力波经肌肉、骨骼透射进入肺部产生;肺部其他区域的压力首先由骨骼中传播的应力波透射进入肺部产生。结论空气冲击波作用下,兔肺部载荷由壁面压力波的直接作用和骨骼变形运动、骨骼-肺界面反射及空穴效应的间接作用共同决定。

关键词：空气冲击波冲击伤载荷特性数值模拟

应变硅n-MOSFET中电子迁移率的增强及其温度特性

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固体电子学研究与进展 2007年第4期27卷 436-439页

作者：张侃梁仁荣徐阳许军清华大学微电子学研究所北京100084

采用减压化学气相淀积(RPCVD)技术在弛豫Si_(1-x)Ge_x虚拟衬底上赝晶生长应变硅层,以其为沟道材料制造得到的应变硅n-MOSFET表现出显著的性能提升。研究了通过改变Si_(1-x)Ge_x中Ge的摩尔组分x以改变硅帽层中的应变以及在器件制造流程... 详细信息

采用减压化学气相淀积(RPCVD)技术在弛豫Si_(1-x)Ge_x虚拟衬底上赝晶生长应变硅层,以其为沟道材料制造得到的应变硅n-MOSFET表现出显著的性能提升。研究了通过改变Si_(1-x)Ge_x中Ge的摩尔组分x以改变硅帽层中的应变以及在器件制造流程中通过控制热开销来避免应变硅层发生弛豫等关键问题。在室温下,相对于体硅器件,应变硅器件表现出约87%的低场电子有效迁移率增强,在相同的过驱动电压下,饱和漏端电流增强约72%。在293 K到353 K的温度范围内研究了反型层电子有效迁移率和饱和漏端电流随温度的变化,实验结果表明,当温度升高时应变硅材料的电子迁移率增强倍数保持稳定。

关键词：应变硅锗硅迁移率增强温度特性