LS-DYNA中的点火增长模型应用（1）：二维ALE算法的B炸药冲击起爆过程仿真

LS-DYNA中的点火增长模型应用（1）：二维ALE算法的B炸药冲击起爆过程仿真

关键词：冲击起爆过程；点火增长模型；2D多物质ALE算法；稳定爆轰；B炸药

        LS-DYNA中的点火增长模型采用状态方程*EOS IGNITION AND GROWTH OF REACTION IN HE进行设置，可用于模拟固体推进剂及其他高能炸药的冲击点火和燃爆过程。该模型能够根据温度和压力的变化动态调整反应速率，从而影响爆炸（燃烧）前沿的传播速度，产生熄爆或爆轰效果，已被广泛应用于爆炸和冲击分析、火箭和导弹的推进剂安定性研究、建筑和交通工具的火灾安全评估以及新型材料的燃烧特性测试等领域。

        由于炸药起爆过程中涉及到网格的大变形，采用Lagrange算法进行计算时，易出现小网格步长锐减、负体积计算终止等问题，相比之下，ALE算法具有显著优势。本文采用二维多物质ALE算法对B炸药的冲击起爆过程进行仿真计算，冲击物为12.7mm的黄铜弹丸，弹丸与B炸药间设置1mm厚的1006号钢板，弹丸速度设置为1200m/s和1240m/s，计算结果如下：

• 起爆结果：1200m/s冲击速度下，炸药起爆后未能爆轰，爆炸传播一段距离后熄爆，在距冲击位置6mm处产生最大超压峰值19GPa；1240m/s冲击速度下，炸药起爆成功，产生稳定爆轰，爆轰波峰值压力约30GPa，与29.5GPa的C-J爆轰压力相近，压力曲线如图1。

图1 不同冲击速度下B炸药轴线各处的压力时程曲线

• 反应度及温度对比：起爆成功产生稳定爆轰的压力、温度明显高于未起爆成功工况。成功起爆的炸药反应度达到1，未起爆成功反应度仅在冲击位置附近小范围达到1，较远范围反应度逐渐降低，云图对比如图2。

图2 2D多物质ALE算法的冲击起爆模型

• 付费文件包括：2个K文件，采用2D多物质ALE算法，1200m/s和1240m/s冲击速度下的B炸药冲击起爆过程仿真K文件和答疑联系方式。
• 计算结果动画展示：