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作者：陈永超河南理工大学

学位级别：硕士

本文以管状空间内气体爆炸冲击波传播理论为基础,采用理论分析与实验研究相结合的方法,系统地研究了模拟煤与瓦斯突出后实验管道内突出冲击波的传播规律。本文研究由实验系统的搭建、理论分析和实验测试三个部分组成。首先,采用相似理... 详细信息

本文以管状空间内气体爆炸冲击波传播理论为基础,采用理论分析与实验研究相结合的方法,系统地研究了模拟煤与瓦斯突出后实验管道内突出冲击波的传播规律。本文研究由实验系统的搭建、理论分析和实验测试三个部分组成。首先,采用相似理论自行设计加工了一套带模拟巷道的煤与瓦斯突出实验系统;通过突出装置向模拟巷道内突出,由动态数据采集系统将压力传感器采集电信号转为数字信号,测试发生突出后管道内产生冲击波的压力变化特征。其次,根据气体动力学原理,分析了冲击波在传播过程中的影响因素(参与突出煤量、参与的瓦斯量及瓦斯压力、实验管道粗糙程度等);基于冲击波间断关系式,引入气体状态方程,推导出冲击波传播的超压公式和冲击气流的速度表达式。再次,在实验研究部分,验证了理论分析关于煤与瓦斯突出冲击波传播过程的结论;通过不同瓦斯压力及微型风机开启与否情况下的突出模拟实验,分析了参与突出的瓦斯量、瓦斯压力对突出冲击波传播的影响关系。最后,结合焦煤集团九里山矿15采区煤与瓦斯突出的具体实例进行分析,验证了理论推导公式的准确性。实验结果表明,自行设计的煤与瓦斯突出模拟实验系统能较好地模拟出发生突出这一复杂的动力现象,成功地模拟了突出发生过程中冲击波在巷道中的传播过程;冲击波传播过程中的影响因素很多,其中最为重要的是煤体内贮存的瓦斯膨胀能(煤与瓦斯突出的强度),而瓦斯膨胀能与煤体吸附的瓦斯量及瓦斯压力关系密切。通过冲击波超压公式和冲击气流速度公式也可以验证这一点。本文的研究成果对煤与瓦斯突出事故防治和调查、分析提供较为重要的理论和技术支持。

关键词：煤与瓦斯突出突出冲击波冲击波传播规律冲击波超压

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爆炸冲击波在变向通道中传播规律数值模拟

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兵工学报 2023年第S1期44卷 180-188页

作者：余雯君陈胜云邓树新于冰冰晋冬艳南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 军事科学院国防工程研究院北京100850

基于LS-DYNA软件对单次变向通道内TNT爆炸进行模拟以验证利用LS-DYNA模拟的准确性,研究了变向角度θ和曲率半径R对变向通道内冲击波传播规律的影响。研究结果表明,当θ和R较小时,θ和R的变化对通道变向处冲击波参数的变化影响较大,对于... 详细信息

基于LS-DYNA软件对单次变向通道内TNT爆炸进行模拟以验证利用LS-DYNA模拟的准确性,研究了变向角度θ和曲率半径R对变向通道内冲击波传播规律的影响。研究结果表明,当θ和R较小时,θ和R的变化对通道变向处冲击波参数的变化影响较大,对于远场处的影响较小;当θ为90°、R为0 mm时,通道内变向处外壁面所受压力是内壁面所受压力的2.17倍;随着θ的增大,反射冲击波超压峰值减小,冲击波能量分配趋于变向后通道,远场处超压峰值先减小后增大;随着R的增加,冲击波在变向处的反射现象不明显,反射冲击波的超压峰值低;随着θ和R的增加,外壁面与内壁面所受反射压力超压峰值之差减小;当θ和R分别增加到一定程度时,改变θ和R对整个通道内冲击波参数变化的影响并不明显,但外壁面压力仍然略高于内壁面压力。

关键词：冲击波传播规律变向通道爆炸力学超压峰值数值模拟

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泄压坑道式工房内爆试验与数值模拟研究

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兵工学报 2024年第7期45卷 2404-2413页

作者：陈泰年任辉启李素灵张珊珊张程健袁野军事科学院国防工程研究院北京100850 中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院北京100053 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401135

为探索复合构型坑道式工房内爆炸效应和泄压消波措施,提出泄压坑道式工房设计。通过理论分析和线性拓展预测的方法预判坑道内压力分布,建立多工况泄压坑道式工房的有限元模型。通过数值模拟得出结构内部和外部冲击波传播与衰减的规律,... 详细信息

为探索复合构型坑道式工房内爆炸效应和泄压消波措施,提出泄压坑道式工房设计。通过理论分析和线性拓展预测的方法预判坑道内压力分布,建立多工况泄压坑道式工房的有限元模型。通过数值模拟得出结构内部和外部冲击波传播与衰减的规律,分析冲击波涡流成型机理以及泄压消波的过程,计算得到多工况下坑道内部和外部的压力分布规律。通过试验研究对线性拓展计算和数值模拟结果进行对比分析,揭示由丁字接头、泄压通道、膨胀室组成的复合构型坑道式工房对于消波效率的显著提升作用,得出坑道结构内泄压消波的效能以及坑道结构口部外冲击波分布规律,以期为坑道式工房的结构选型及布局优化设计提供技术支撑。

关键词：泄压坑道式工房泄压消波冲击波传播规律压力分布规律

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单层柱面网壳在内爆炸下的最不利位置和防爆设计研究

单层柱面网壳在内爆炸下的最不利位置和防爆设计研究

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作者：李凯强华侨大学

学位级别：硕士

大跨空间结构因常被用于公共建筑而遭受恐怖袭击。由于公共建筑中的人数较多,所以一旦受到恐怖袭击,将会造成巨大的人员死伤,因此对防爆方法的研究是非常重要的。本文以单层柱面网壳为对象,用ANSYS/LS-DYNA对结构进行了数值模拟分析,研... 详细信息

大跨空间结构因常被用于公共建筑而遭受恐怖袭击。由于公共建筑中的人数较多,所以一旦受到恐怖袭击,将会造成巨大的人员死伤,因此对防爆方法的研究是非常重要的。本文以单层柱面网壳为对象,用ANSYS/LS-DYNA对结构进行了数值模拟分析,研究了结构在内爆炸作用下的动力响应,确定出结构的关键位置,最后提出了防爆设计的相关建议。研究的主要内容有:(1)内爆炸冲击波传播规律。因为单层柱面网壳横跨方向和纵跨方向的跨长不相同,所以在分析内爆炸冲击波的传播规律时,需要同时分析两个方向上的超压云图,结果表明:冲击波在横跨和纵跨两个跨长不等的方向上传播规律是不同的,结果表明:如果炸药在结构的中心位置处爆炸,则冲击波将会在壳顶结构中心位置处产生三次聚集效应。(2)对结构的动力响应进行分析,确定出位移较大的壳顶节点以及轴力较大的壳顶杆件,随后通过改变炸药的当量、炸药的起爆高度、连接构件的刚度来进一步分析结构的动力响应,结果表明:(1)炸药当量与节点位移和杆件轴力的大小成正比。(2)节点位移和杆件轴力受起爆高度的影响较小。(3)大部分节点位移的大小与连接构件的刚度大小成反比,而杆件轴力几乎不受连接构件刚度的改变而改变。(3)对围护结构的破坏程度进行分析,提出一个围护结构破坏等级的界定标准,然后对三种不同工况的屋面板和墙面板破坏等级进行划分,最终确定出结构的最佳泄爆位置。(4)最后结合本文前述章节的研究,对大跨空间结构的防爆设计提出相关建议。对实际工程发生内爆后产生的不同破坏程度,提供一个系统的思路和解决方案。

关键词：单层柱面网壳冲击波传播规律动力响应最不利位置防爆设计

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煤与瓦斯突出冲击波实验研究

煤与瓦斯突出冲击波实验研究

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作者：朱会启河南理工大学

学位级别：硕士

本文针对我国煤与瓦斯突出事故频发和复杂性强的特点,从理论分析、实验研究两方面对煤与瓦斯突出及其产生的冲击波进行研究,系统地模拟研究了煤与瓦斯突出后实验管道内突出冲击波传播规律。对巷道内煤与瓦斯突出冲击波的传播特性进行了... 详细信息

本文针对我国煤与瓦斯突出事故频发和复杂性强的特点,从理论分析、实验研究两方面对煤与瓦斯突出及其产生的冲击波进行研究,系统地模拟研究了煤与瓦斯突出后实验管道内突出冲击波传播规律。对巷道内煤与瓦斯突出冲击波的传播特性进行了研究和总结。本文由理论分析、在理论指导下实验系统的搭建和实验测试以及实验结果与理论分析对比总结四个部分组成。首先,在相似理论的指导下自行设计加工一套煤与瓦斯突出实验系统,该系统有突出实现系统和数据采集系统两部分组成,由模拟突出实验系统实现煤与瓦斯的突出,然后通过动态数据采集系统将压力变送器采集的电信号转变成数字信号,测试突出发生后瓦斯产生的冲击波的压力变化特性,其次,根据空气动力学原理,分析了突出发生与发展对冲击波传播的影响因素(突出参与的煤量、参与的瓦斯量与瓦斯压力、实验管道的布置与粗糙程度等);基于冲击波间断关系式,引入气体状态方程,推导出冲击波传播的超压公式和冲击波阵面的速度表达式。实验研究部分,实验验证了理论分析关于煤与瓦斯突出冲击波传播的结论。通过不同参与煤量、不同瓦斯压力、不同瓦斯气体和不同的巷道布置情况下的突出模拟实验,分析了这几种情况下突出冲击波的影响关系。实验结果表明,独立设计的整套实验系统能很好地模拟煤与瓦斯突出这一复杂的动力现象,成功地模拟出了突出在巷道中的发生发展过程;产生冲击波的大小的影响因素比较多,其中最为重要的是煤体内存储的瓦斯膨胀能(煤与瓦斯突出的强度),而突出产生的初始超压与瓦斯压力有着密切的关系。通过冲击波超压公式和冲击波气流的传播速度公式也可以验证这一点。本文的研究成果对煤与瓦斯突出事故的防治和调查、以及突出发生后防止灾害扩大提供了重要的理论和技术支持。

关键词：煤与瓦斯突出突出冲击波冲击波超压传播特性冲击波传播规律

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关于我国煤矿爆破技术的思考

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山东工业技术 2014年第3期 129-129,126页

作者：刘彬国投新集公司安徽淮南232180

笔者结合自己多年煤矿工作经验，以爆破技术作为切入点，分析了爆破冲击波传播规律，根据爆破冲击冲及爆破飞石确定爆破警戒所需的安全距离．并对爆破后有害气体产生机理及防治提出建议。

关键词：煤矿爆破技术冲击波传播规律安全距离有害气体

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