【摘 要】
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聚能效应,又称为“门罗效应”,即一端带有内凹药型罩的装药结构,在炸药一端引爆后产生的高温高压气态产物推动药型罩压垮、闭合形成金属射流。石油射孔弹便是基于此原理设计产生。随着开采深度的增加,岩性愈加复杂,提高石油射孔弹射孔深度成为技术关键。为提高射孔效率,较为传统的方式是实验分析与理论研究。对于实验分析而言,实验话费较大,设计与实施过程复杂,加以爆破试验的瞬时与高危性,所以实施起来具有一定的难度且很
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聚能效应,又称为“门罗效应”,即一端带有内凹药型罩的装药结构,在炸药一端引爆后产生的高温高压气态产物推动药型罩压垮、闭合形成金属射流。石油射孔弹便是基于此原理设计产生。随着开采深度的增加,岩性愈加复杂,提高石油射孔弹射孔深度成为技术关键。为提高射孔效率,较为传统的方式是实验分析与理论研究。对于实验分析而言,实验话费较大,设计与实施过程复杂,加以爆破试验的瞬时与高危性,所以实施起来具有一定的难度且很难达到理想实验效果。理论研究主要基于流体力学、动力学模型并结合热传导、化学反应和材料相关本构方程进行深入探讨,而这些简化方程本身具有一定误差,所得分析结果与实际情况差别较大。因此,利用计算机软件对聚能射流形成及侵彻过程研究是最为有效的一种研究手段。数值模拟的方法可将瞬时、不可控的研究状态变得直观、易于细致观测分析。该模拟方法后期可同时输出多种射流特性参数,且模拟具有多种算法,可满足不同的研究目的与需求。本文系统阐述了聚能射流形成相关机理。基于石油射孔弹结构研究药型罩顶部锥角、药型罩壁厚、药型罩形状对射流形成与速度分布的影响发现:在一定范围内,随着药型罩壁厚增加,射流速度逐渐减小;圆锥形药型罩最易射流形成,同时射流速度也最大。本文设计了一种超高速射流结构,利用数值模拟技术综合对比了不同药型罩形状、两个药型罩间不同对碰角度对射流速度的影响,分析发现采取两射流对碰的方式可产生超高速射流,形成的合射流速度可达10000m/s左右,射流质量较小,存速性较低。改变药型罩形状,亚球形药型罩形成的射流质量较大,存速性较好,速度比锥形罩速度低。该超高速射流速度远超现有技术手段对固体目标作用所能达到的最大速度。可用于地面研究太空垃圾撞击防护问题。将该技术应用于军事领域,可提升弹药侵彻深度。同时,该技术也可为改进石油射孔弹结构,加大射孔深度,提高采油率提供技术参考。图[37]表[9]参[49]
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