摘要：爆炸问题的高精度数值模拟在武器弹药设计及毁伤评估、工业重大爆炸灾害等国防和民用问题中具有重要的理论价值和应用前景.本文对近十几年来爆炸力学高精度计算的研究作了回顾与评述,结合作者近年来的研究工作,着重总结了高精度数值模拟保正性、高精度边界条件、自适应网格技术和多物质界面处理等方面的研究进展.推广并发展了WENO格式和RKDG格式,构造了守恒型高精度保正计算格式,在复杂爆轰波问题的数值模拟中很好地解决了出现负密度和负压强的问题,清晰地捕捉了爆轰波阵面结构和流动特征;提出了基于笛卡尔网格的高精度Inverse Lax-Wendroff复杂边界处理方法,该方法通过Inverse Lax-Wendroff获得一阶的法向偏导数值,所有其他的高阶法向偏导数值由五阶WENO类型的外插方法获得,实现了含复杂边界爆轰问题的高精度数值模拟,并具有较好的稳定性和鲁棒性;将后验误差估计方法应用于求解Euler方程中,采用网格的后验误差作为细分的判据,网格细分时在空间上利用高阶WENO插值,时间上采用Hermite插值.对于不需要细分的网格,本文采用点对点的直接赋值方法进行合并;发展了多介质界面处理的Local Level Set方法,对计算域内速度场进行修正,有效避免了速度场间断在求解界面位置时引起的误差;将GFM(ghost fluid method)和RGFM(real ghost fluid method)界面处理方法相结合,避免了GFM方法处理物质界面强间断时引入的虚假物理解,克服了RGFM方法处理弱间断时,重复求解Riemann问题引起的计算资源浪费.最后,对爆炸力学高精度计算的发展前沿进行了展望.

摘要：介绍爆炸力学结合其他学科知识,开展工程应用的理论和实验工作,进行爆炸装置的研究和设计,包括细观结构对材料力学性能的影响、金属自由面微喷以及多尺度数值模拟的应用,描述了作为应用基础学科的爆炸力学,在某些现代爆炸装置研制中多学科融合的爆炸力学将发挥重要作用。

摘要：爆炸力学（mechanics of explosion）是一个交叉性的力学分支学科领域，研究爆炸、冲击和能量突然沉积等强动载荷下介质、材料与结构的力学响应、效应及工程技术应用，主要方向有：爆轰与爆炸，材料与结构的冲击动力学，材料与物质的物态方程、本构关系和动态力学性能，动态损伤、断裂和碎裂，以及在基础科学及工程技术中的重要应用（地球与天体物理，航天与空间技术，交通、水利、矿业工程，爆炸加工、冲击改性和材料合成，武器设计和终点弹道效应，工业安全和冲击防护工程等等）。爆炸力学的基础是连续介质动力学，

摘要：为提高六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)基混合炸药的能量密度,计算、分析了组分及其含量对混合炸药爆轰能量参数的影响规律。初步设计出满足要求的高能量密度炸药基础配方,重点探索了提高炸药爆热和降低炸药感度的技术途径。采用药柱压制及密度测试试验、爆热试验、静爆试验等探索了炸药的压制成型性、爆轰能量密度和冲击波超压以及爆炸火球特征等性能。结果表明,该混合炸药的压制成型性好,装药密度2.085 g/cm^(3),达理论密度的97.9%。1 kg炸药爆炸冲击波超压当量为1.58TNT,爆炸火球表面的最高温度2145℃,高温持续时间3.3 ms。炸药的摩擦感度和撞击感度均不大于40%,实测真空定容爆热9672 kJ/kg,能量密度为3.02倍TNT当量,满足低感度、高能量密度要求。

摘要：使用数值模拟和实验相结合的方法,研究了硅泡沫橡胶缓冲层对钢板在两端固支中心加载爆炸载荷时力学响应的影响。数值计算结果表明:泡沫橡胶具有较强的波形整形作用,缓冲层厚度相同时,泡沫橡胶密度越小,载荷峰值降低幅度越大,脉冲宽度越大,载荷上升和卸载的速度也越小,钢板的最大变形速度降低;泡沫橡胶密度相同时,随着厚度的增加,爆炸载荷到达钢板表面时间延长,载荷峰值降低,脉冲宽度增大,钢板的变形速度也降低;泡沫橡胶越密实,其传递爆炸能量的能力越强。开展了实验对数值计算进行了验证,实验结果与计算结果一致。所得结果能为相关实验设计、理论分析和数值计算等工作提供参考。

摘要：针对目前隧道掘进爆破设计多以人工设计并辅以CAD绘图而存在设计质量差、速度慢的不足,进行了爆破设计智能系统的组成和结构研究。按照爆破设计与施工所涉及的参数特点,应用软件工程、人工智能等方法,确定以知识库、数据库、推理机、人机交互系统和解释机构为隧道爆破设计智能系统的组成部分。创建了系统管理、参数智能计算、爆破数据、布孔设计、施工设计和施工信息管理等系统功能模块,并给出了爆破设计数据流程图。实现了掘进掌子面上炮孔的自适应布置。由此研制的智能系统能够完成传统、人工智能和完全智能3种方法的隧道爆破设计。隧道爆破实例的设计结果表明,采用本设计系统能够自动、准确、快速、高质量地获得炮孔布置、布孔说明、爆破命令等设计图表。

摘要：介绍了作者关于动能深侵彻弹研究的部分工作。单纯动能弹侵彻存在侵彻深度上限,在技战术指标一定的前提条件下,弹体结构的优化可令动能深侵彻弹尽可能实现最大侵深。其中弹体结构的力学设计尤为重要,如弹形、弹材、质量比、长径比等。进一步开展弹体结构设计的力学研究,包括头部设计、战斗部后盖、装填比、弹形和弹材、侵彻效应中的尺度律、混凝土靶的设计,最后给出若干实例。

摘要：针对内爆载荷作用下的船舶加筋板,提出了计及带板影响的4种加筋板等效设计方法。用有限元软件LS-DYNA对等效设计的加筋板进行内爆仿真计算,获得效果最好的加筋板结构等效设计方法,并与不考虑带板影响的等效设计方法进行对比,还探讨了加筋腹板高度和加筋数量等因素对加筋板等效设计的影响。结果表明,对于保留加筋,保证加筋(计及带板)截面积相等,且抗弯模量和惯性矩尽可能与原型接近的等效设计方法(即等效设计方法Ⅰ),等效设计的加筋板的内爆变形模式与原型保持一致,内爆动态响应的相对偏差最小。加筋腹板高度越高,加筋对于加筋板抗爆的贡献越大。对于不同的加筋腹板高度,等效设计方法Ⅰ最为有效。加筋的数量越多,等效设计方法Ⅰ的效果越好。在进行加筋板等效设计时,保持加筋与带板横截面积比值的变化量小于0.73,且抗弯模量和惯性矩尽可能与原型接近,等效设计的加筋板的内爆动态响应与原型的相对偏差可保持在10%以内。

摘要：采用共节点分离式钢筋混凝土模型,通过比较分析塔体缺口中间有切缝与无切缝设计2种方案,对典型高耸筒形结构冷却塔爆破拆除过程进行了三维数值模拟。对混凝土和钢筋单元的受力过程进行分析,共节点分离式模型可以体现混凝土和钢筋材料的力学性能差异;采取切缝设计可减小结构倒塌过程中的下坐与后坐倾向,促使塔体后部严重扭曲变形,使塔身解体比较完全,缩短整体倒塌时间,减小爆堆范围。

摘要：在作者先前工作的基础上,进一步明确了适合于动能深侵彻弹的撞击函数和弹体几何函数的有效范围,可用于相关弹体结构的力学设计。同时从理论上研究了弹体的抗压/拉和抗弯能力,分别从抗压/拉和抗弯两方面来确定动能深侵彻弹弹体的极限壁厚。针对不同撞击速度的细长中空弹体斜侵彻混凝土靶,分析得到不出现弯曲破坏的弹体最大临界斜角和壳体壁厚下限,并给出弹体抗弯能力的最薄弱位置。对弹体的壳体厚度、局部加固和焊接位置提出建议。