冲击波与爆轰波

1、4冲击波和爆炸波、第四章冲击波和爆炸波是炸药化学变化的基本形式，研究炸药的爆炸，了解炸药的爆炸变化规律是炸药合理使用和开发、设计炸药等重要理论和Charelier在进行火焰传播实验时最先发现了。(2) 1899年，查普曼和乔治，1905年，爆炸现象的简单一维理论解释了CJ理论，该理论是利用气体动力学原理解释的。(。(3)1940年，Zeldovich，1942年，Von。Neumann和1943年Doering分别独立改进了CJ理论的假设和论证。ZND理论比CJ理论更接近实际情况。这两种理论被称为爆炸波的简单理论。多一维理论4)20世纪50年代，通过实验的详细观察，发现爆炸波阵列包含由入射波、

2、反射波、马赫波组成的3波结构解释的复杂三维结构。5)上世纪5060年代进行了大量实验研究，实验结果表明反应区结束状态参数下降到弱解附近，而不是CJ参数，实际爆炸比CJ理论和ZND模型更复杂，进行了计算机数值模拟。(6)在20世纪50年代，柯伍德和伍德展开了一维抗相反应理论，指出，具有一定常爆炸弱解的可能性随着流体复杂性的增加而增加。弱解模型给出了实验数据与一维理论偏差的理论解释。(7)从20世纪60年代开始，Erpenbeck提出了爆炸的线性稳定性理论，分析了一维爆炸恒定解的稳定性(扰动后解决方案是否稳定)。后来提出了“方波”稳定性理论。本课程主要有两类：简单理论、4.2波的基本概念、4.2波

3、的基本概念4.2.1波：机械波和电磁波机械波：波、声波、电磁波3360光、无线电、x射线等。机械波在介质中传播，但电磁波的传播不需要介质。机械波在介质中传播时，介质可以产生塑性或弹性变形弹性波，在塑性波本过程中，机械波简称为波的定义。也就是说，讨论了介质中扰动或介质状态变化的传播。扰动：介质状态更改，介质状态：等。波阵：波传播过程中介质原始状态和扰动状态的交叉接口。波图案可以是平面、曲面(球体、柱子等)、波传播的方向：波图案移动的方向。虚线：表示波传播方向的光线称为虚线(虚线)。在各向同性介质中，中波垂直于波前。波速度：波的相位速度沿虚线传播波面的速度，简单地说是波速度纵波：介质粒子振动方向与

4、波传播方向平行的波；冲击波是纵波剪切波：介质粒子振动方向与波传播方向垂直的波；电磁波是剪切波速度：波面移动速度(注意与粒子振动速度的差异) (扰动、振动传播、不是粒子传播)膨胀波(稀疏波):扰动后在波阵中介质的状态参数均等减小的波。在无限长的管中，活塞推气体的动作说明压缩波和膨胀波。瞬时(开始)、活塞位置、介质状态：轻轻推活塞(右侧)，活塞将移动到位置R1，活塞附近，R0-R1之间的气体将压缩并移动到R1-A1。在R1-A1之间，“介质状态”参数为0，P0 p，A1-A1面右侧的机身保持原始状态。介质粒子的移动方向和波前1比1。，R1，0，p0p，a1，a1，a1-a1:波阵，R1，活塞稍微向

5、左拉，如果活塞总是处于位置，则紧贴活塞的气体必须膨胀到真空带R1-R0区域，这种膨胀扰动总是影响A1A1面。在膨胀作用(扩大分子间距)引起扰动的点上，状态参数减少，介质粒子的移动方向与扰动传播(波移动)方向相反。当活塞在管中心以一定频率往复时，气体在管中以一定的周期交替压缩和膨胀，介质粒子在原始位置振动，波向左或向右传播声波弱压缩波和弱声波的合成。声波：弱扰动在介质中传播。4.3完全气体、热完全气体和其他土壤水分关系，4.3完全气体、热完全气体和其他土壤水分关系完全气体：不考虑分子之间的作用力和分子的体积，而是理想化的气体，也称为理想气体。满意：而且，世界上没有理想气体。热完整气体被看作是一定

6、温度，压力范围内的近似值，也就是理想气体。对于热完全气体：()在一定温度范围内保持不变。但一般来说，完全气体：未改变的完全气体。热量完整的气体也称为多气体：分子转换和旋转的总自由度(不包括振动)(因此，):单位子分子气体：双原子分子气体：三元分子气体：r是多指数或绝热金志洙亚原子元素其中与一般机械自由度不同，被称为热力学自由度，也称为准自由度。等熵关系建立：一般：(1)，等熵关系建立，可逆过程：(2)比较：(1)和(2)比较：(3)另(定义): (焓)(hee)(1)的第一个和(3)表达式：替代表达式：(10)，如果，(11)，熵关系的成立，类似：赋值(11)的第一个：(12)，建立等熵关系，

7、定义固定容量比热、固定压力比热及其关系，定义固定容量比热、固定压力比热及其之间的关系比热：质量比热单位由热力学第一定律：(16)焓定义：(17)固定容量过程，基准(16)基准麦克斯韦关系： (23)因此：(24)理想气体的基本方程：(24)替代(24)表达式：(25)定义：(比热比):因此，4.4气体一维流的基本方程如果是位置函数，而不考虑流场中的物理杨怡时间，则称为恒定流，此流称为恒定流，否则称为unsteady flow。空间分布仅与一个几何坐标x相关的流场称为“一维”(one dimensional)流场，该流称为“一维流”(one dimensional flow)。刘涛条件：不考虑气

8、体的粘性、热导(绝热)、化学变化、体积力(例如重力(对气体可以忽略)、电磁力)对流动的影响，只有体积膨胀作业。4.4气体一维流动的基本方程，连续性方程的刘涛(质量守恒方程):采用控制体(开放系统，局部透视为欧拉方法)，在可变界面流管可变截面流管的x1中，截面面积为a，密度，气体流速为u单位时间内流入控制体的质量，如下图所示。同时从x2面引出的质量为：微元素dx的气体质量变化量是质量守恒，单位时间内微元素x的质量流出x的质量与时间变化率。4.4气体一维流动的基本方程： (控制体体积与t无关)(1)(，)连续方程(当地视觉)物质导出(la grange导出)的转换关系：称为欧拉微分。物理量的物质导

9、数(或线内导数)是封闭系统中流体运动过程中质量f(如)与时间的变化率，是流体粒子运动过程中物理量f的变化率。4.4气体一维流动的基本方程，物质微分的定义：加速度为例，提供物质微分转换关系：流体粒子在流场中沿轨迹c移动，从局部角度来看，流体速度：t瞬间，流体微团在m点，速度，时间后移至n点，速度：加速度(当然，时间也很长很短。M，N，4.4气体一维流动的基本方程，(2)表达式可写如下：(3)指示通过在s方向移动单位长度而引起的速度变化，就像当前单位时间移动了u的距离一样。因此，s方向的速度变化如下：对于一维：(4)，4.4气体一维流动的基本方程，等也有相同的变化关系。(5)其中：整体导数，物质导

10、数，内嵌导数，la grange导数。局部时间导出，局部导出，Euler导出。反映流场的不确定性，流体微观质量反映流过空间固定点的f的时间变化率。流动衍生，对流衍生，反映流体微观质量移动到其他位置时发生的f的变化，即流场的非均匀性。实际上，F=F(x，y，z，t)，x=x(t)，y=(t)，z=z(t)因此：三维(直角座标系统): (此粒子的速度为u，管道壁切线和x轴之间的角度(管道壁平滑时极小)。显然：x微元素x1面为pa，x2面为PA，侧面施加的压力为：也就是说，x、pn、pa、pn、x2、x1。此力沿x方向投影。在x和垂直方向投影： (徐璐抵消)，微元素在x方向的总压力(与粘性力、重力等无关):忽略二次小体积，总压力基于牛顿第二定律：(F m a)，动量守恒方程，即：(7)或：单位时间内的微元素动量变化是(忽略二次小量)，x，动量守恒方程，动量定理：动量增长率净增加动量微元素接收的外力，即(与t无关)，即(1)表达式，质量守恒方程，能量方程的刘涛(忽略热损失)开放系统，欧拉方法：单位质量气体的总能量为。(e:单位质量内能，单位质量动能)单位时间内通过x1面进入微元素x的能量：单位时间内微元素x通过x2面流出的能量：x1面上外力单位时间内微元素的操作如下：(功率)，在X2面的微