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高温下HMX热分解反应分子动力学模拟

原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 105-110页

作者：陈芳贾方硕陈瑶李天浩郭国琦董羚中北大学化学与化工学院太原030051

本文采用ReaxFF-lg反应分子动力学方法研究了奥克托金(HMX)在六种不同温度下的初始反应热分解过程,验证了ReaxFF-lg势函数对HMX体系的适用性,计算了不同温度下HMX体系势能、总物种演化趋势、初始反应产物以及指前因子和活化能.结果表明,... 详细信息

本文采用ReaxFF-lg反应分子动力学方法研究了奥克托金(HMX)在六种不同温度下的初始反应热分解过程,验证了ReaxFF-lg势函数对HMX体系的适用性,计算了不同温度下HMX体系势能、总物种演化趋势、初始反应产物以及指前因子和活化能.结果表明,HMX热分解过程主要有三种初始分解机理:N-NO_(2)键的断裂,HONO的解离和主环上C-N键的断裂,计算得到的初始分解阶段活化能Ea和指前因子ln(A),与实验值相吻合.

关键词： HMX 反应分子动力学(RMD) ReaxFF-lg 热分解温度

一元溶剂体系TKX-50结晶形貌的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 163-167页

作者：董羚陈芳李天浩郭国琦贾翔宇米方琦宁瑞星中北大学化学与化工学院太原030051

本文应用分子动力学方法(MD)和修正的Dreiding-TKX-50力场计算了三种单溶剂作用下TKX-50重要晶面层与溶剂层的相互作用能,采用修正的附着能模型预测了TKX-50在不同溶剂中的结晶形貌并与实验结果进行了对比.计算结果表明,TKX-50晶体真空... 详细信息

本文应用分子动力学方法(MD)和修正的Dreiding-TKX-50力场计算了三种单溶剂作用下TKX-50重要晶面层与溶剂层的相互作用能,采用修正的附着能模型预测了TKX-50在不同溶剂中的结晶形貌并与实验结果进行了对比.计算结果表明,TKX-50晶体真空形貌中的重要晶面为(020)、(011)、(11-1)和(100).水(H_(2)O)溶剂和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂作用后所预测的TKX-50晶体形貌近似梭形,纵横比为1.857和2.073.乙二醇(EG)溶剂作用后所预测的TKX-50晶体形貌为块体,纵横比为2.320.

关键词：附着能结晶形貌分子动力学 TKX-50 溶剂

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组合-填充药型罩成型及侵彻靶板数值模拟

火工品 2025年第1期 44-50页

作者：张卿尚王志军伊建亚何卓朗太忻贺磊中北大学机电工程学院山西太原030051

针对聚能射流侵彻披挂爆炸反应装甲坦克顶部装甲的高效毁伤问题,提出了一种新型的组合-填充药型罩结构。采用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对射流形成和侵彻靶板过程进行了数值模拟,并分析了填充物材料和起爆方式对射流成型的影响以... 详细信息

针对聚能射流侵彻披挂爆炸反应装甲坦克顶部装甲的高效毁伤问题,提出了一种新型的组合-填充药型罩结构。采用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对射流形成和侵彻靶板过程进行了数值模拟,并分析了填充物材料和起爆方式对射流成型的影响以及炸高对侵彻性能的影响。研究结果表明:所提出的组合-填充药型罩可以形成首尾相连的两级串联射流,填充物采用铝和特氟龙时射流成型效果较好,但铝成型更加稳定;点环起爆形成的射流动能比单独点起爆形成的前级射流动能提高67.06%,后级射流动能提高29.51%;在炸高区间为2~6 CD(装药直径)时,成型射流均可以侵彻披挂爆炸反应装甲的坦克顶甲,并保持一定的剩余头部速度,且最佳炸高为5 CD。本研究对反披挂爆炸反应装甲坦克顶甲的新结构药型罩设计具有参考意义。

关键词：药型罩爆炸反应装甲填充物起爆方式炸高数值模拟

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多障碍环境下巡检机器人路径规划优化研究

现代电子技术 2025年第1期48卷 130-134页

作者：乔道迹张艳兵中北大学计算机科学与技术学院山西太原030051 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

针对大规模、密集的障碍物分布,高效地搜索最佳路径是一个挑战,为规划出更短的巡检路线,并实现多障碍环境下的灵活避障,文中提出一种多障碍环境下巡检机器人路径规划优化方法。使用二维矩阵构建巡检环境模型,应用D*算法在巡检环境模型... 详细信息

针对大规模、密集的障碍物分布,高效地搜索最佳路径是一个挑战,为规划出更短的巡检路线,并实现多障碍环境下的灵活避障,文中提出一种多障碍环境下巡检机器人路径规划优化方法。使用二维矩阵构建巡检环境模型,应用D*算法在巡检环境模型中进行巡检机器人路径规划,并将传统D*算法中的扩展步长方式改变为自适应扩展步长,使机器人在面积较大的巡检场地能够更快地完成巡检;将代价函数由欧氏距离替换为切比雪夫诺距离和曼哈顿距离融合的代价函数,并引入了平滑度函数优化线路规划结果,使规划的路径更为平滑,在遇到由于多种原因产生的新障碍物时可以重新规划路径。通过实验结果可知,无论是静态地图还是动态地图,该方法均可以快速准确地规划出一条最佳路线,并且在多种环境中应用该方法能够高效获取路径规划结果。

关键词：多障碍巡检机器人路径规划 D*算法动态环境扩展节点代价函数扩展步长

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高温环境对激光火工品发火性能的影响

火工品 2025年第1期 32-36页

作者：鱼小港贺爱锋陈建华郑薇杨安民祝捷李敏杰陕西应用物理化学研究所瞬态化学效应与控制全国重点实验室陕西西安710061 中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

为了研究高温环境对激光火工品发火性能的影响,建立了激光火工品的热力场仿真模型,并搭建光学测试系统,探究了激光火工品自聚焦透镜在100℃高温下的激光光斑尺寸变化。仿真结果表明:高温环境下自聚焦透镜长度产生92.4μm的变形量,导致... 详细信息

为了研究高温环境对激光火工品发火性能的影响,建立了激光火工品的热力场仿真模型,并搭建光学测试系统,探究了激光火工品自聚焦透镜在100℃高温下的激光光斑尺寸变化。仿真结果表明:高温环境下自聚焦透镜长度产生92.4μm的变形量,导致激光光斑尺寸从94μm增大至150μm;试验结果表明:高温环境下激光火工品输出光斑在243~272μm之间变化,自聚焦透镜变形量的增大导致激光火工品的刺激功率密度降低、作用时间超差。研究表明自聚焦透镜变形降低了激光火工品的发火可靠性。

关键词：激光火工品自聚焦透镜激光光斑发火可靠性高温环境

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基于改进附着能量模型的TNBA晶体在二元溶剂中的形貌预测

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 137-142页

作者：都吉航王保国陈亚芳李鑫懿赵文虎张彦亮中北大学环境与安全工程学院太原030051 山西北方晋东化工有限公司阳泉045000

TNBA作为一种新型含能材料,其具有高爆速,低敏感性的特点,为了研究TNBA在二元溶剂中的生长形貌,本研究采用附着能(AE)模型来预测TNBA在真空中的晶体形貌,同时采用改进附着能(MAE)模型和分子动力学(MD)方法,预测了TNBA晶体在四种不同二... 详细信息

TNBA作为一种新型含能材料,其具有高爆速,低敏感性的特点,为了研究TNBA在二元溶剂中的生长形貌,本研究采用附着能(AE)模型来预测TNBA在真空中的晶体形貌,同时采用改进附着能(MAE)模型和分子动力学(MD)方法,预测了TNBA晶体在四种不同二元溶剂中二甲基甲醇(IPA)/丙酮(AC)、IPA/二甲基亚砜(DMSO)、IPA/乙酸乙酯(EA)和IPA/水(H_(2)O)的晶体形貌.结果表明,TNBA晶体在真空中的形态为不规则的多面体,由六个重要的主生长晶面构成,分别为(100)、(110)、(011)、(11-1)、(10-2)和(002),其中(100)面所占比例最大,达到33.766%.在IPA/DMSO和PA/EA溶剂中重结晶得到的晶体为块状,在IPA/AC和IPA/H_(2)O为棒状.总而言之,IPA/DMSO和IPA/EA溶剂更适合TNBA晶体重结晶选择.

关键词： TNBA晶体改进附着能量模型二元溶剂形貌预测分子动力学模拟

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“户外热”如何撬动五台山休闲体育旅游市场

文体用品与科技 2025年第1期 79-81页

作者：董吉虎赵鹏宇何飞忻州师范学院山西忻州034000 中北大学山西太原038507

随着经济的不断发展,人们对于健康也有了新要求,与此同时带动了户外运动产业的需求增长,都市群体因生活与工作压力大,认为回归大自然是解决压力的一种不错选择,从而促使户外运动越来越流行。户外运动具有产业链长、辐射面宽的优势,且利... 详细信息

随着经济的不断发展,人们对于健康也有了新要求,与此同时带动了户外运动产业的需求增长,都市群体因生活与工作压力大,认为回归大自然是解决压力的一种不错选择,从而促使户外运动越来越流行。户外运动具有产业链长、辐射面宽的优势,且利于拉动内需和促进消费。2022年10月份由国家体育总局、国家发展改革委等八部门联合印发的《户外运动产业发展规划(2022—2025年)》指出,预计在2025年,我国关于户外的运动相关产业会有预计价值超过3万亿元人民币的体量。户外运动产业不仅活跃于线下,还显示在线上,具有强势的消费带动能力。文中通过四点措施,促使五台山可以利用户外热推动旅游业的持续发展,吸引更多游客,提高旅游收入,同时也为游客提供了更多元化的旅游体验。本文旨在研究户外热对五台山休闲体育旅游市场的影响,并提出相应的策略和建议,以促进该地区旅游业的持续发展。

关键词：户外热五台山休闲体育旅游市场

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超高分子量聚乙烯复合材料的消声性能研究

工程塑料应用 2019年第3期47卷 12-18页

作者：李建伟李昊陈雪雪贾润礼中北大学塑料研究所太原030051

超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)具有很好的抗冲击性、消声减振等性能,通过在PE-UHMW中加入玻璃纤维(GF)、聚四氟乙烯(PTFE)纤维和石墨烯(Gr),利用模压法制得PE-UHMW复合板。通过测试并分析其吸声系数和隔声量,提出了复合材料板分子链缠结模... 详细信息

超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)具有很好的抗冲击性、消声减振等性能,通过在PE-UHMW中加入玻璃纤维(GF)、聚四氟乙烯(PTFE)纤维和石墨烯(Gr),利用模压法制得PE-UHMW复合板。通过测试并分析其吸声系数和隔声量,提出了复合材料板分子链缠结模型,并结合模型分析了复合材料的消声性能。结果表明,在40～260Hz和1 590～2 880Hz波段,GF对PE-UHMW的消声性能有促进作用。而Gr加入后,则仅在1 790～3 000Hz波段对PE-UHMW的消声性能有促进作用,其他波段均未增加,与其自身缺陷有关。由于粘接较差,PTFE纤维并未达到预期效果,只是在大于2 160Hz后才对消声性能产生正面影响。总之,三种填料加入后都会影响PE-UHMW分子链的缠结,并且对分子链的耗能方式产生一定的影响,从而影响PE-UHMW的消声性能。

关键词：超高分子量聚乙烯玻璃纤维聚四氟乙烯纤维石墨烯消声性能

HTPB对PYX耐热炸药性能微观影响的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2025年第1期42卷 8-12页

作者：毛舰森王保国陈亚芳田鑫赵文虎张彦亮康建成中北大学环境与安全工程学院太原030051 山西北方晋东化工有限公司阳泉045000 空军装备部驻太原地区军事代表室太原030006

为了研究聚合物粘结剂羟基封端聚丁二烯(HTPB)对2,6-双(苦氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)耐热炸药性能微观影响,基于分子动力学(MD)方法,在PYX的(011)晶面建立了PYX/HTPB的高聚物粘结炸药(PBX)模型,并对其结合能、内聚能密度、径向分布函数... 详细信息

为了研究聚合物粘结剂羟基封端聚丁二烯(HTPB)对2,6-双(苦氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)耐热炸药性能微观影响,基于分子动力学(MD)方法,在PYX的(011)晶面建立了PYX/HTPB的高聚物粘结炸药(PBX)模型,并对其结合能、内聚能密度、径向分布函数和力学性能进行了模拟.结果表明:PBX在298K时拥有最高的结合能,随着温度升高,结合能总体呈下降趋势;PYX和PBX的内聚能密度随着温度的升高而降低,且PBX的内聚能密度比PYX低20%左右;径向分布函数显示,PYX和HTPB分子间存在氢键和范德华力的共同作用;添加HTPB降低了PYX的刚度,并提高了其延展性.

关键词： PYX/HTPB 耐热炸药分子动力学感度力学性能