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1.2  国内研究现状

1.3  国外研究现状

1.4  本课题主要研究内容

由于预制破片战斗部爆炸是一个相当复杂的物理、化学、力学等过程，所涉及到的影响因素很多，由于时间限制，本课题主要研究内容集中在三个方面：

（1）起爆方式：包括起爆点的位置和起爆点的数量。预制破片战斗部高效毁伤源于战斗部中预制破片的飞散特性，主要体现在速度大小和分散角两个方面。起爆方式对爆轰波的传播有着显著的影响，采取不同的起爆方式，会改变爆轰波对预制破片的驱动力的大小和作用方向。

    （2）破片材料：由于不同材料的密度不同，即质量不等，因此其加速度不同，最终受驱动力与空气阻力平衡时的飞散速度不相等。加速度的不同也会影响爆轰波传播波形，从而影响破片的飞散角。

（3）外形曲率：对于含有外形曲率的预制破片战斗部，外形曲率半径不同战斗部的装药量不同，爆轰波传播时对波形的影响也不同。因此，研究分析不同外形曲率下预制破片的飞散特性显得至关重要。

在研究过程中主要运用AUTODYN数值仿真软件建立相应模型，然后对各模型进行数值仿真模拟，从而对上述三方面影响因素进行分析研究，为优化预制破片杀伤战斗部结构提供理论依据。

2  预制破片相关理论分析

2.1 爆轰波冲击理论

2.1.1  爆轰波的CJ理论

炸药的爆轰[16]-[20]现象涉及到复杂的物理、化学以及流体动力学的问题。十九世纪人们已经在爆轰波的理论研究方面做了大量的工作，随后又提出了爆轰的流体力学理论。它对描述气体炸药的爆轰现象是理想的，理论也较完整。

爆轰波是伴有化学反应的冲击波,通常是冲击波作用于炸药,在高温高压条件下诱发化学反应,释放的能量支持冲击波继续推进,力学效应和化学效应结合使得爆轰波的结构复杂。由于所有的力学、物理和化学反应过程,是在微秒级时间内进行,使得观测和研究变得非常困难。从简化的理论分析上看,把流动看做垂直于波阵面运动方向的层流,忽略热传导和粘性的影响,用带化学反应项的理想流体动力学方程来描述运动,加上化学反应率方程和状态方程,可以用数值求解反应区流场。对于一维平面下定常爆轰,问题可大为简化,在一定条件下可以得到解析解。对于爆轰波结构,假定反应区为定型结构,化学反应是不可逆单反应道,建立了 ZND模型；最简单的是将反应区缩短为间断面,等于忽略了化学反应的过程,爆轰波的传播成为纯力学问题,这就是CJ理论。

CJ理论是在热力学和流体动力学的基础上建立的。它所研究的是平面一维的理想爆轰的定性传播过程。（一维平面指的是爆轰波阵面是一个无限宽的平面，理想爆轰波是假设爆轰波在传播中能量没有耗散。）

CJ理论从流体力学的观点建立了爆轰波的基本方程，提出并论证了爆轰波定型传播时所必需的条件--CJ条件，由此也就揭示了这一传播过程的物理本质，同时为从基本方程中解出爆轰波的五个参数提供了条件。

 平面爆轰波

因为爆轰波就是一个带有化学反应过程的冲击波，我们也可以用建立冲击波基本方程的方法来建立爆轰波的基本方程，其中质量守恒与动量守恒方程相同。