• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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董明荣, 陆林, 孔文韬, 贾宪振. 基于S-ALE流固耦合方法的乙炔爆炸数值模拟分析[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0396
引用本文: 董明荣, 陆林, 孔文韬, 贾宪振. 基于S-ALE流固耦合方法的乙炔爆炸数值模拟分析[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0396
DONG Mingrong, LU Lin, KONG Wentao, JIA Xianzhen. 稿号: Numerical simulation analysis of acetylene explosion based on S-ALE fluid-solid coupling method[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0396
Citation: DONG Mingrong, LU Lin, KONG Wentao, JIA Xianzhen. 稿号: Numerical simulation analysis of acetylene explosion based on S-ALE fluid-solid coupling method[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0396

基于S-ALE流固耦合方法的乙炔爆炸数值模拟分析

doi: 10.11883/bzycj-2025-0396

稿号: Numerical simulation analysis of acetylene explosion based on S-ALE fluid-solid coupling method

  • 摘要: 传统拉格朗日与欧拉算法在处理网格变形大、复杂流固耦合这类爆炸问题时,各自都存在一定局限性,为探究乙炔爆炸的载荷特性与冲击效应,研究采用结构化任意拉格朗日-欧拉(Structured-Arbitrary Lagrangian-Eulerian,S-ALE)算法的耦合方法,对乙炔爆炸冲击邻近结构的耦合过程进行数值模拟分析。实验通过建立八分之一对称模型,对20L球形乙炔/空气混合气体爆炸及其对目标板的冲击过程进行模拟;系统考察了不同体积分数乙炔以及等效质量TNT的关键参数演变规律及目标板的动态响应,并与多物质任意拉格朗日-欧拉(Multi-Material Arbitrary Lagrangian-Eulerian,MMALE)耦合方法进行对比。结果表明:(1)相比传统方法,S-ALE与MMALE方法在处理乙炔爆炸耦合问题上更精确有效,但在模型建立、网格划分、计算效率与稳定性方面S-ALE方法更为突出,计算模型越大,其优势越明显。(2)相同工况下,体积分数7.75%的乙炔爆炸在空气域产生的冲击波压力与速度峰值均低于等效质量TNT,但其正压作用时间相对更长,在目标板压力与von Mises应力响应上,两者差异较小,表明基于爆能等效原理,乙炔在特定结构响应指标上可产生与化学炸药量级相近的破坏效应。(3)通过对不同材料目标板及多种体积分数的系统对比,揭示了乙炔爆炸的载荷特性与结构响应规律,验证了S-ALE方法在模拟乙炔爆炸冲击问题上的有效性与优越性,为乙炔作为特定场景爆炸源的可行性评估提供了数值依据,并为抗爆结构设计及安全防护优化提供了重要参考。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-12-04
  • 网络出版日期:  2026-04-09

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