矿山巷道转弯处冲击波紊流区的数值模拟研究

爆炸空气冲击波的研究是弹药等武器作战效能评估的重要依据,也是对矿井爆炸事故的系统安全性进行分析的基础。爆炸空气冲击波在通过巷道转弯处时,受到巷道壁面的约束而产生反射及叠加,形成冲击波紊流区,将打乱了冲击波能量在巷道内的分布,而后会在传播一定距离后恢复为"平面波"。利用LS-DYNA数值模拟计算程序,对某一弱冲击波通过不同角度的转弯巷道的情况行了数值模拟,找寻转弯巷道之后的冲击波紊流区的规律及特点。通过对数值模拟结果的研究分析,采用超压比准则及冲量比准则重新量化定义了"平面波";研究结果表明,冲量准则能更好的定义"平面波",在转弯角后5倍巷道直径的距离冲击波确定恢复为平面波,在20°、45°、90°、135°四种情况下冲击波的冲量衰减系数分别为0.993 7、0.955 9、0.911 5、0.816 7,紊流区内的最大峰值超压可根据文中的拟合公式进行估算。