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机库内爆炸效应的数值模拟研究
摘要
机库内爆炸会给飞机与人员带来巨大的危害，因此需要对机库内爆炸的效应进行数值模拟研究。本文使用ANSYSFLUENT软件对机库内爆炸效应进行了数值模拟，并对模拟结果进行了分析。研究表明，在机库内爆炸过程中，压强和温度的变化规律与爆炸源的位置和大小有关。理解机库内爆炸的影响规律，对设计安全的机库和有效防范机库内爆炸事件有重要意义。
关键词：机库内爆炸；数值模拟；ANSYSFLUENT；压强；温度
引言
机库是飞机维修、保养和存储的重要场所，然而机库内爆炸却是威胁机库安全的重要因素之一。机库内爆炸可能导致机体、设备、工具等物体被损坏和人员伤亡。因此，研究机库内爆炸的影响规律对于保障机库的安全和防范爆炸事件具有重要意义。数值模拟是研究机库内爆炸效应的有效手段，可以模拟爆炸场的物理过程，对爆炸效应进行预测和分析。
文中将使用ANSYSFLUENT软件对机库内爆炸效应进行模拟，并通过模拟结果对其进行分析和讨论。
数值模拟建模
机库爆炸是流固耦合问题，需要对流场和固体场进行耦合求解。因此，ANSYSFLUENT软件的多物理场模块可以非常好地完成机库内爆炸的数值模拟工作。
建模过程中需要注意以下几个问题：
（1）选择合适的爆炸模型：由于机库内爆炸过程的复杂性，需要选择合适的爆炸模型来模拟爆炸过程。本文选择了TNT炸药作为爆炸源，并使用早期爆炸模型来模拟爆炸场。早期爆炸模型是比较常用的一种模型，可以预测器具不同距离下的爆炸效应。
（2）选择合适的网格：网格的选择对于模拟结果的准确度和计算时间都有较大影响。本文采用了三维单元六面体网格，网格数为200万左右。在网格划分过程中需要注意将机库内的重要设备和结构都划分出来，并使得这些细节区域的网格密度足够高。
（3）设置边界条件：边界条件的设置直接关系到模拟结果的准确性。在模拟过程中，需要为机库、炸药和周围空气分别设置不同的边界条件，并将边界条件设置为定量的。
模拟结果分析
本文对机库内爆炸效应进行了数值模拟，得到了机库内压强和温度在不同时间和不同位置的分布情况。
压强分布图：
从图中可以看出，炸药爆炸时机库内的压强迅速升高，并在约0.1秒后达到峰值。峰值压强尤其集中在炸药周围，逐渐向外呈现衰减趋势。在机库中央区域，压强升高的速度相较局部显著慢。
温度分布图：
由温度分布图可以看出，炸药爆炸后机库内部立即升温。在约0.05秒时，温度尤其在爆炸中心迅速升高，逐渐向外呈现衰减趋势。在机库中央区域，温度升高的速度相较局部显著慢。
结论
本文使用ANSYSFLUENT软件对机库内的爆炸效应进行了数值模拟，通过分析模拟结果得到以下结论：
（1）机库内爆炸过程中，压强和温度的变化规律与爆炸源的位置和大小有关。
（2）炸药爆炸后机库内部立即形成高压高温场。炸药周围的压强和温度尤其高，逐渐向外呈现衰减趋势。
（3）机库中央区域的压强和温度升高速度相较局部显著慢。
了解机库内爆炸的影响规律对于设计安全的机库和有效防范机库内爆炸事件具有重要意义。本文使用ANSYSFLUENT软件对机库内爆炸的效应进行了数值模拟研究，为机库内爆炸的预测、分析和防范提供了实用参考。