TNT 爆炸的數值計算及其影響因素

高軒能，吳彥捷

（華僑大學土木工程學院，福建 廈門361021）

引 言

炸藥爆炸瞬時能釋放巨大的能量并產生各種效應，但破壞力最強、影響區域最大的是爆炸沖擊波。早期研究爆炸沖擊波效應主要以實驗為主，但因爆炸作用的時程極短，通常在數十毫秒內，爆炸沖擊波即從最大值變為零，影響試驗結果的準確性。近年來，隨著計算機技術的快速發展，數值模擬方法已成為研究爆炸效應的重要手段。

爆炸空氣沖擊波超壓計算常用方法有Sadovskyi公式、Henrych 公式、Brode公式，Aliansov公式 和TM5－1300表格等［1－4］。葉序雙等［5］通過測量沖擊波傳播速度轉換計算不同測點處的沖擊波壓力，對非理想剛性地面球形炸藥爆炸沖擊波超壓進行實驗研究并得到了大藥量TNT 炸藥在地面爆炸時的沖擊波超壓計算公式；仲倩等［6］通過爆炸試驗測得空氣沖擊波峰值超壓，對經驗計算公式進行了系數修正；劉偉等［7－10］進行了TNT爆炸試驗，并與有限元數值計算結果進行了對比研究，兩者符合較好；楊鑫等［11］將數值計算結果與Henrych等沖擊波超壓經驗公式進行了比較，指出數值計算結果普遍小于經驗公式；李秀地等［12］在坑道爆炸試驗數據的基礎上，運用數值模擬方法研究了T 型坑道爆炸沖擊波的傳播衰減規律；盧紅琴等［13－14］討論了有限元網格密度和空氣方程等參數變化對數值計算結果精度的影響。由此可見，現有研究主要集中在試驗研究或數值計算，對引起爆炸數值模擬與經驗計算公式結果之間誤差程度不一的原因探討較少。……