遗传算法在炸药爆轰参数计算中的应用

谢中元 王晓峰 王浩 周霖

谢中元, 王晓峰, 王浩, 周霖. 遗传算法在炸药爆轰参数计算中的应用[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(4): 503-508. doi: 10.11883/1001-1455(2016)04-0503-06
引用本文: 谢中元, 王晓峰, 王浩, 周霖. 遗传算法在炸药爆轰参数计算中的应用[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(4): 503-508. doi: 10.11883/1001-1455(2016)04-0503-06
Xie Zhongyuan, Wang Xiaofeng, Wang Hao, Zhou Lin. Application of genetic algorithm to calculation of detonation parameters[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(4): 503-508. doi: 10.11883/1001-1455(2016)04-0503-06
Citation: Xie Zhongyuan, Wang Xiaofeng, Wang Hao, Zhou Lin. Application of genetic algorithm to calculation of detonation parameters[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(4): 503-508. doi: 10.11883/1001-1455(2016)04-0503-06

遗传算法在炸药爆轰参数计算中的应用

doi: 10.11883/1001-1455(2016)04-0503-06
基金项目: 

国家自然科学基金项目 11502194

详细信息
    作者简介:

    谢中元(1982—),男,博士,副研究员, 408671355@qq.com

  • 中图分类号: O381;TJ012.1

Application of genetic algorithm to calculation of detonation parameters

  • 摘要: 为解决爆轰参数计算中自变量取值范围要求严格以及收敛性差等问题,在最小自由能法的基础上,引入遗传算法建立了炸药爆轰参数的计算方法,并利用典型单质炸药和混合炸药的实验结果对计算结果进行了验证。结果表明:采用该方法计算得到的单质和混合炸药的爆速、爆压与实验测试结果基本一致,误差在5%以内,满足炸药性能预估的要求;该方法人工干预弱,只需一次性确定少数主要组分物质的量的变化范围,可适应于多配方优化计算。
  • 图  1  爆轰产物组成计算流程图

    Figure  1.  Calculation process for the content of detonation products

    表  1  不同炸药爆轰产物各组分的物质的量的计算结果

    Table  1.   Amount of substance calculted by different methods for different detonation products of different explosives

    炸药 计算方法 x(Cs)/mol x(CO)/mol x(CO2)/mol x(H2O)/mol x(NH3)/mol x(H2)/mol x(N2)/mol
    TNT 遗传算法 22.651 0.920 7.252 10.993 0.006 0.004 6.601
    平衡常数法 23.084 0.009 7.665 10.970 0.000 0.000 6.608
    RDX 遗传算法 6.649 0.219 6.646 13.513 0.000 0.000 13.512
    平衡常数法 6.564 0.000 6.564 13.216 0.000 0.000 13.216
    HMX 遗传算法 6.721 0.059 6.724 13.502 0.001 0.000 13.504
    平衡常数法 6.757 0.000 6.757 13.514 0.000 0.000 13.514
    TATB 遗传算法 17.323 0.239 5.694 11.626 0.001 0.000 11.626
    平衡常数法 17.428 0.000 5.809 11.619 0.000 0.000 11.619
    TNT36/RDX64 遗传算法 12.474 0.346 6.925 12.610 0.001 0.001 11.025
    平衡常数法 12.647 0.000 7.098 12.612 0.000 0.000 11.027
    PETN50/
    TNT50
    遗传算法 12.653 0.972 9.694 11.823 0.002 0.002 6.463
    平衡常数法 13.140 0.000 10.178 11.829 0.000 0.000 6.465
    HMX76.3/
    TNT23.7
    遗传算法 10.524 0.214 6.871 12.912 0.000 0.000 11.868
    平衡常数法 10.631 0.000 6.978 12.913 0.000 0.000 11.869
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    表  2  不同方法得到的不同炸药的爆轰速度和爆轰压力

    Table  2.   Detonation velocity and pressure obtained by different methods for different explosives

    炸药 Dexp/(km·s-1) pexp/GPa 计算方法 Dcal/(m·s-1) $\frac{{{D_{{\rm{ cal }}}} - {D_{{\rm{ exp }}}}}}{{{D_{{\rm{ cal }}}}}}/\% $ pcal/GPa $\frac{{{p_{{\rm{ cal }}}} - {p_{{\rm{ exp }}}}}}{{{p_{{\rm{ cal }}}}}}/\% $
    TNT 6.950 19.5 遗传算法 7.064 1.6 20.2 3.6
    平衡常数法 6.762 2.7 18.9 -3.1
    RDX 8.754 34.7 遗传算法 8.875 1.4 35.0 0.8
    平衡常数法 8.777 0.3 34.1 -1.5
    HMX 9.100 39.3 遗传算法 9.287 2.1 40.6 3.3
    平衡常数法 9.260 1.8 38.8 -1.3
    TATB 7.860 31.5 遗传算法 8.234 4.7 32.0 1.6
    平衡常数法 7.851 -0.1 28.9 -8.2
    TNT36/
    RDX64
    8.030 29.4 遗传算法 8.186 1.9 29.0 -1.4
    平衡常数法 8.046 0.2 27.4 -6.8
    PETN50/
    TNT50
    7.465 24.8 遗传算法 7.718 3.4 24.5 -1.2
    平衡常数法 7.532 0.9 23.4 -5.6
    HMX76.3/
    TNT23.7
    8.476 34.3 遗传算法 8.695 2.5 34.3 0.0
    平衡常数法 8.571 1.1 32.3 -5.8
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-24
  • 修回日期:  2015-04-21
  • 刊出日期:  2016-07-25

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