摘要：管廊燃气爆炸效应严重危及城市发展和社会生活稳定,研究燃气爆炸冲击波荷载特征及作用效应对管廊结构优化设计具有重要指导价值。设计开展了城市管廊燃气爆炸相似模型试验研究,分析了不同甲烷浓度情况下燃气爆炸冲击波时程曲线与压力分布特征。理论推导了燃气爆炸荷载作用下结构顶板位移响应峰值计算公式,并结合模型试验结果和数值仿真结果对位移响应理论计算结果进行了验证。结果表明:甲烷浓度为9.5%时,燃气爆炸超压峰值高于10%浓度,在此情况下,超压峰值大小取决于燃气爆炸时的浓度条件;在试验条件下燃气爆炸超压时程曲线升压时长为500~700 ms,超压作用时间约1500 ms,爆炸超压作用时间与模型大小有直接关系;仓内各测点超压峰值分布均匀,可近似看作时变均布荷载。研究结果反映出,理论推导给出的顶板位移响应计算公式切实有效,可用于计算燃气爆炸荷载作用下的顶板最大位移值。

摘要：地铁车站遭受恐怖爆炸袭击,会造成大量的人员伤亡和经济损失,目前我国关于地铁内爆炸分析的研究资料较少。利用动力有限元计算软件LS-DYNA,对典型地铁车站结构内爆炸进行三维数值模拟,分析其在不同药量作用下冲击波流场分布规律,绘制了站台板位置处冲击波超压峰值等压线图,搜集整理国内外关于冲击波对人员损伤的评价准则,利用相关评价准则,对地铁遭受恐怖爆炸袭击时人员伤亡进行评估,为地铁车站的抗爆设计和反恐预案等提供参考依据。

摘要：为了解低压环境下膛口冲击波的传播特性,进行了低压环境下膛口冲击波的压力测试实验。通过低压舱配合抽真空装置实现低压环境,设计膛口冲击波压力测试系统,测得海拔12 km内7个高度对应压力下膛外多点处的压力曲线。实验结果表明:低压环境下冲击波场在膛口的分布规律与常压环境下一致;膛口冲击波强度随环境压力的降低近似呈线性减小,10 km高空的膛口冲击波强度仅为地面膛口冲击波强度的一半。研究结果对高空环境下膛口流场控制具有参考意义。

摘要：为了研究综合管廊燃气舱燃气爆炸后超压及温度的变化规律,采用数值模拟的方法,建立燃气舱模型,分析了超压及温度的时空演化规律和不同燃气浓度对超压和温度的影响。结果表明,随着时间的增加,超压呈现上下反复波动的趋势,温度先增加再减小后保持稳定;随着传播距离的增加,超压峰值先增大后减小再增大,温度峰值先增大后减小,然后保持相对稳定。火焰传播距离约为预混气体积聚长度的2.5倍。随着燃气浓度的增加,超压峰值先增加后减小;浓度越高,温度峰值下降越慢,火焰传播距离越远。研究结果可为评估燃气入廊风险、完善燃气舱的安全设计理念,提高综合管廊燃气舱安全防护的科学性和合理性提供参考。

摘要：为了更好地保护小当量爆炸物处理人员的安全,提出了一种由胶体、聚氨酯、泡沫铝和凯夫拉4种材料构成的圆柱形复合防护结构。对100 g TNT爆炸物选择模型比例为1〯1,利用AUTODYN软件建立二维仿真模型,采用2D-Euler算法数值模拟此防护结构对爆炸冲击波的减弱效果,并进行分析研究。研究得出:复合防护结构能很好地降低冲击波超压峰值,从而间接地增强人体对超压的忍受度,保证一定范围内人员的生命安全。该防护结构具有便携性、机动性及对爆炸冲击波的高效衰减性,正好适用于轻量、便携及有效防护的应用背景,对相关防护结构的研究设计起到很好的参考作用。

摘要：针对立式柱形钢储罐内部蒸气云爆炸,采用TNT当量模型进行数值模拟。首先采用非耦合方法（刚性壁面）研究立式柱形储罐内部爆炸流场演变情况,获得罐壁附近超压时程变化;接着采用耦合方法（变形壁面）研究不同壁厚时罐壁附近超压时程变化,考察爆炸流场与罐壁变形之间耦合效应的影响,同时获得储罐变形和von Mises应力分布的动力响应情况。研究表明：除顶盖中心区域外,可将第1个反射超压作为储罐内壁面爆炸冲击荷载,顶盖中心区域建议考虑到后续2~3个波形;除顶盖中心区域外,耦合效应对内部爆炸冲击荷载的影响不大;罐壁-顶盖、罐壁-底板连接和顶盖中心区域是动力响应中的变形和应力薄弱位置,实际结构设计中需进行加强。

摘要：研究设置有救生舱的井下巷道中瓦斯爆炸的TNT当量,冲击波的传播特性,以及对舱体的冲击载荷。利用显式动力学分析软件LS-Dyna,通过一点多物质ALE流固耦合算法模拟得到爆炸冲击波的传播过程。当冲击波由救生舱前端传至后端并衰减至其峰值载荷的10%时,确定了舱体所受载荷达到规范要求时瓦斯的TNT当量;并得到了舱体各部位的实际载荷曲线,为计算救生舱抗冲击动态响应时载荷施加以及优化设计提供了依据。

摘要：针对密闭空间化爆载荷数值模拟及泡沫混凝土结构吸能效应优化设计问题,该文基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法建立坑道内化爆的三维数值模型。采用有限元计算软件LS-DYNA对坑道试验进行数值模拟,研究200 kg TNT化爆下泡沫混凝土防护结构的三维构型、横截面积以及道数等因素对其吸能效应的影响。计算结果表明:在坑道内对称面各设置3道等距分布(比例距离为R=0.19 m/kg1/3),半径为1 m圆柱体泡沫混凝土防护结构的吸能效果较优,其超压峰值和100 ms准静态压力值较空腔爆炸分别下降71.4%和37.6%。

摘要：炸药在隧道中爆炸时,由于受到隧道壁的限制,产生的空气冲击波的强度更大,危害更严重;同时隧道中的弯道、岔口影响着冲击波的传播。利用ANSYS/LS-DYNA对隧道中空气冲击波的传播进行了数值模拟,模拟结果与公式计算值基本吻合,验证了数值模型和参数选取的合理性。在此基础上,对冲击波在遇到转弯、岔口的情况进行了数值模拟,模拟结果表明,弯道可以削减10%～15%的超压峰值;岔口中主通道冲击波峰值为直通道的70%～80%,支通道为15%～25%。

摘要：为了应对小当量的爆炸物,减小爆炸冲击波对人员的伤害和财物的损害,研究了一种柔性防护结构。根据爆炸相似理论,对爆炸物TNT当量为3 kg的典型目标选择1∶50缩比模型,建立二维仿真简化模型。采用欧拉算法数值模拟圆柱形柔性防护结构对爆炸冲击波的衰减作用,对不同厚度柔性防护结构的防护效果进行对比研究。仿真结果表明,柔性防护结构能有效的减小冲击波超压峰值,增加正压作用时间;得到的柔性防护结构水介质防护层厚度优化值,能很好的满足防护效果与轻量便携的应用背景,对柔性防护结构设计具有参考作用。