爆炸冲击波
爆炸冲击波的简化计算方法概述冯梅龙
爆炸冲击波的简化计算方法概述冯梅龙。
文章标题：爆炸冲击波的简化计算方法概述在工程学和物理学领域，爆炸冲击波是一个重要的研究领域。
冯梅龙教授在这一领域有着深厚的研究背景和丰富的经验，他对爆炸冲击波的简化计算方法有着独到的见解。
通过今天的文章，我们将全面了解爆炸冲击波的简化计算方法，以及冯梅龙教授的研究成果和个人观点。
一、爆炸冲击波的基本定义和特性爆炸冲击波是指由于爆炸或高速运动物体引起的空气或其他介质中的冲击波。
它具有高温、高压和高速等特性，其在工程领域中有着广泛的应用，如航空航天、汽车制造等。
爆炸冲击波的研究不仅有助于科学理论的深入发展，也对工程技术的实际应用有着重要的指导意义。
二、爆炸冲击波的计算方法对于爆炸冲击波的计算方法，传统的数值模拟计算是一种有效但复杂的方法。
在实际工程应用中，为了简化计算流程并提高计算效率，简化计算方法成为了一个研究的热点。
冯梅龙教授提出了一种基于能量守恒和动量守恒的简化计算方法，通过对爆炸冲击波的能量转换和传播过程进行数学建模和分析，得出了简化计算方法的理论基础。
三、冯梅龙教授的研究成果冯梅龙教授在爆炸冲击波领域的研究成果斐然，他不仅深入理解爆炸冲击波的基本理论，还在简化计算方法上取得了重要突破。
通过将数学模型与实际工程案例相结合，他提出了一种更加精确和高效的爆炸冲击波简化计算方法，并在相关领域发表了多篇高水平论文，得到了同行和业界的广泛认可。
四、个人观点和理解在爆炸冲击波的研究中，简化计算方法的提出和应用对于工程实践具有重要意义。
冯梅龙教授的研究成果不仅拓展了爆炸冲击波理论的应用范畴，也为工程技术的创新提供了重要支撑。
我个人认为，爆炸冲击波的研究在今后会有更广阔的发展空间，而简化计算方法的深入研究将成为未来的重要研究方向之一。
总结回顾通过对爆炸冲击波的简化计算方法以及冯梅龙教授的研究成果的全面了解，我们对于爆炸冲击波的理论和应用有了更加深刻的认识。
冯梅龙教授的研究成果为爆炸冲击波领域的发展做出了重要贡献，并对于推动工程技术的进步具有重要意义。
爆炸冲击波伤害破坏作用定量分析
四、蒸气云爆炸的影响
蒸气云爆炸是一种特殊的爆炸现象，它通常发生在可燃气体与空气混合并被点 燃时。蒸气云爆炸的能量估算方法主要有TNT当量法和NO当量法两种。这两种 方法都是通过计算可燃物质的量、燃烧热等参数来估算蒸气云爆炸的能量和破 坏力。
五、人员伤害准则的应用
在定量分析爆炸冲击波的伤害破坏作用时，还需要考虑人员伤害准则的应用。 人员伤害准则是指冲击波对人员造成的伤害程度的标准。根据不同的伤害程度， 可以更加准确地评估冲击波的破坏伤害作用。例如，在相同的冲击波超压下，
三、不同类型爆炸的影响
1、物理性爆炸：物理性爆炸是指由于物理原因引起的爆炸，如气体膨胀、蒸 汽爆炸等。这类爆炸的能量大小主要取决于容器内介质的的状态和容器的容积。 通过了解和掌握物理性爆炸的机理，我们可以采取有效的措施，如控制容器的 压力、温度等，来防止和减轻其影响。
2、化学性爆炸：化学性爆炸是指由于化学反应引起的爆炸，如火药爆炸、炸 药爆炸等。这类爆炸的能量大小主要取决于参与爆炸性燃烧反应的可燃物质的 量和燃烧热。通过研究化学性爆炸的化学反应过程和能量释放机制，我们可以 研发出更加安全、高效的防火防爆技术，以降低其破坏伤害作用。
爆炸冲击波伤害破坏作用定量 分析
目录
01 一、冲击波的破坏伤 害作用
03
三、不同类型爆炸的 影响
02
二、立方根比例定律 的应用
04
四、蒸气云爆炸的影 响
目录
05 五、人员伤害准则的 应用
07 参考内容
06 六、总结
在人类活动的各个领域，爆炸冲击波的伤害破坏作用都不可忽视。无论是工业 生产中的物理性爆炸，还是战争、恐怖袭击等事件中的化学性爆炸，都可能对 人员、环境和社会造成严重的伤害和破坏。因此，对爆炸冲击波的伤害破坏作 用进行定量分析，对于防范和减轻其影响具有重要意义。
爆炸冲击波
19．3．3爆炸冲击波及其伤害、破坏作用压力容器爆炸时，爆破能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能量3种形式表现出来。
后二者所消耗的能量只占总爆破能量的3％～15％，也就是说大部分能量是产生空气冲击波。
1)爆炸冲击波冲击波是由压缩波叠加形成的，是波阵面以突进形式在介质中传播的压缩波。
容器破裂时，器内的高压气体大量冲出，使它周围的空气受到冲击波而发生扰动，使其状态(压力、密度、温度等)发生突跃变化，其传播速度大于扰动介质的声速，这种扰动在空气中的传播就成为冲击波。
在离爆破中心一定距离的地方，空气压力会随时间发生迅速而悬殊的变化。
开始时，压力突然升高，产生一个很大的正压力，接着又迅速衰减，在很短时间内正压降至负压。
如此反复循环数次，压力渐次衰减下去。
开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的超压△p。
多数情况下，冲击波的伤害、破坏作用是由超压引起的。
超压△p可以达到数个甚至数十个大气压。
冲击波伤害、破坏作用准则有：超压准则、冲量准则、超压一冲量准则等。
为了便于操作，下面仅介绍超压准则。
超压准则认为，只要冲击波超压达到一定值，便会对目标造成一定的伤害或破坏。
超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用见表28—9和表28一10。
2)冲击波的超压冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关，同时也与距离爆炸中心的远近有关。
冲击波的超压与爆炸中心距离的关系为：衰减系数在空气中随着超压的大小而变化，在爆炸中心附近为2．5～3；当超压在数个大气压以内时，n=2；小于1个大气压n=1．5。
实验数据表明，不同数量的同类炸药发生爆炸时，如果R与R0比与q与q0之比的三次方根相等，则所产生的冲击波超压相同，用公式表示如下：利用式(28—52)就可以根据某些已知药量的试验所测得的超压来确定任意药量爆炸时在各种相应距离下的超压。
表28一11是1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压。
综上所述，计算压力容器爆破时对目标的伤害、破坏作用，可按下列程序进行。
冲击波超压
(2)将爆破能量q换算成TNT当量q。因为1 kg TNT爆炸所放出
的爆破能量为4 230～4 836kJ/kg，一般取平均爆破能量为
4500kJ/kg，故其关系为：
q=E/qTNT =E/4500
(3)按式(51)求出爆炸的模拟比α，即：
1
1
1
冲击波是由压缩波叠加形成的，是波阵面以突进形式 在介质中传播的压缩波。
容器破裂时，器内的高压气体大量冲出，使它周围的 空气受到冲击波而发生扰动，使其状态(压力、密度、 温度等)发生突跃变化，其传播速度大于扰动介质的声 速，这种扰动在空气中的传播就成为冲击波。
在离爆破中心一定距离的地方，空气压力会随时间发 生迅速而悬殊的变化。开始时，压力突然升高，产生 一个很大的正压力，接着又迅速衰减，在很短时间内 正压降至负压。如此反复循环数次，压力渐次衰减下 去。开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的 超压△P。
1)压缩气体与水蒸气容器爆破能量
当压力容器中介质为压缩气体，即以气态形式存在而发生物 理爆炸时，其释放的爆破能量为：
Eg
pV [1 (0.1013
k 1
p
k 1
) k ]103
Eg——气体的爆破能量，kJ； P——容器内气体的绝对压力，MPa； V——容器的容积，m3；k——气体的绝热指数，即气体的定压比热与
实例
1、二氧化碳储罐物理爆炸能量。
CO2 储槽的参数：操作压力：2.0 MPa；操作温度： －22℃；尺寸：Ø2×10 m，30 m3。
方法1、压缩气体与水蒸气容器爆破能量
Eg
pV [1 (0.1013
k 1
爆炸冲击波对人的伤害标准
爆炸冲击波对人的伤害标准
爆炸冲击波对人的伤害标准主要取决于冲击波的强度和作用时间。
当冲击波超压在20kPa～30kPa内时，足以使大部分砖木结构建筑物受到强烈破坏。
冲击波对人体造成的损伤称为爆震伤，包括直接损伤和间接损伤。
直接损伤主要是由冲击波波阵面上的超压引起的，损伤程度取决于压力峰值的大小、正压作用时间长短以及压力上升速度快慢。
冲击波的高温还可引起体表或呼吸道烧伤。
间接损伤主要是由冲击波的动压（高速气流冲击力）将人体抛掷和撞击以及作用于其他物体后再对人体造成伤害。
爆炸冲击波的危害范围较大，人员在未作抗爆加强的建筑物内可能会受到严重伤害或死亡。
预计人员受到的伤害程度取决于冲击波的超压大小和作用时间。
当冲击波超压在一定范围内时，可能导致人员死亡或严重伤害；而在较低超压下，人员可能暂时失去听力或听力受到损害，但不发生直接冲击波作用下的死亡或严重伤害。
需要注意的是，炸药在特殊环境下具有广泛的应用，但其安全性仍需关注。
在实际生活中，应尽量减少爆炸事故的发生，加强安全防范措施，降低爆炸冲击波对人员和建筑物的伤害。
爆炸冲击波的实验研究及其模拟仿真技术
爆炸冲击波的实验研究及其模拟仿真技术爆炸冲击波是指在爆炸物体内部爆炸释放巨大能量时，产生的高速冲击波。
这种冲击波对于建筑物、船只等工业用途上的构造物，以及人类身体也有着极大的危害。
因此，研究爆炸冲击波在空间中的传播规律和对物体的影响是非常重要的。
对于爆炸冲击波的实验研究，一般需要使用爆炸实验和高速摄像技术。
爆炸实验是将爆炸物体放置在一个特定的实验场地内，通过引爆并记录其爆炸过程和释放的能量等信息来研究爆炸冲击波的规律。
而高速摄像技术则是通过使用高速相机记录冲击波的传播过程和对物体的作用，来了解其对不同物体的破坏规律。
另外，还有一种重要的研究方法就是模拟仿真技术。
利用计算机模拟仿真技术，可以更精细的模拟爆炸冲击波在空间中的传播过程和对不同物体的作用。
这种技术的优点是可以有效地减少人工实验的成本和安全风险，同时也可以控制仿真环境和数据记录方式。
在进行爆炸冲击波模拟时，需要建立一种精确的数学模型来表示其传播特性。
这个数学模型通常会基于爆炸物体的物理参数，如能量输入、爆炸物体材料的性质、空气密度和空气流动方向等。
利用这些参数，可以构建一种基于数理方程的物理模型，来模拟爆炸冲击波的传播规律和对不同物体的影响。
目前，常用的爆炸冲击波模拟软件有ANSYS、ABAQUS、FLUENT等。
这些软件在模拟过程中，通常需要输入爆炸物体的物理参数，然后构建中空球模型、立体模型等，来模拟爆炸冲击波在空间中的传播过程。
同时，还需要对仿真结果进行数据分析和对比，以增加仿真的可信度和精度。
除了模拟仿真技术，近年来，还出现了一种新的研究方法——无人机研究。
借助先进的无人机技术，研究人员可以在安全的距离内，实时记录爆炸冲击波在不同高度的传播规律。
这种方法可以保证研究人员的安全，并且获得的数据也更具有实际意义。
总之，爆炸冲击波是一个非常复杂和危险的自然现象，它对于人类社会的建筑、交通和人身安全都会产生巨大的影响。
因此，掌握研究爆炸冲击波的实验方法和模拟仿真技术，以及借助先进的科技手段进行研究，才能更好地了解这个自然现象的规律和应对方法。
爆炸冲击波对建筑物的破坏机理研究
爆炸冲击波对建筑物的破坏机理研究爆炸作为一种自然灾害和人为事故，不仅造成了人员伤亡和经济损失，还对建筑物的结构和稳定性产生了极大的破坏。
爆炸场景下的冲击波是导致建筑物破坏的主要因素之一，因此对爆炸冲击波对建筑物的破坏机理进行研究具有重要的现实意义。
本文主要从爆炸冲击波的基本特征、建筑物的抗爆性能以及冲击波对建筑物的破坏机理等方面进行探讨。
一、爆炸冲击波的基本特征爆炸冲击波是由于爆炸产生的气体爆炸波在空气中的传播，其主要特征包括爆炸冲击波速度、压强、持续时间和冲击波前缘的形态等方面。
其中冲击波速度是爆炸冲击波最主要的特征参数之一，可根据李山峰等人的研究得出，当爆炸药量为1kg时，冲击波速度可达到600m/s以上。
同时，爆炸冲击波的形态也对其破坏效应产生着重要的影响。
当冲击波到达建筑物时，会在建筑物表面形成一个较为平缓的正压缩缩波和一个急剧的负压拉伸波，这两个波的作用机制完全不同，因此也会对建筑物的破坏产生不同的影响。
二、建筑物的抗爆性能建筑物的抗爆性能是指建筑物在爆炸冲击波作用下的承载能力和稳定性。
其主要受到建筑物的结构设计、材料强度和施工质量等多种因素的影响。
其中，在爆炸冲击波作用下，建筑物表现出的主要现象包括结构变形、结构破坏和崩塌等。
建筑物抗爆性能的提高可以从以下几个方面进行改进：首先是结构设计方面，可以采用隔爆结构、加固型结构和柔性结构等不同的抗爆设计方案；其次是材料方面，可以使用高强度、高韧性和耐腐蚀性能较好的材料，如钢筋混凝土、玻璃钢等；最后是施工方面，可以采用先进的施工技术和较为严格的施工质量管理措施。
三、冲击波对建筑物的破坏机理冲击波对建筑物的破坏主要表现为动量负载和惯性负载两种机理。
动量负载是指冲击波在建筑物表面形成的正压缩缩波对建筑物施加的动量作用，从而导致建筑物发生变形、破坏或者倒塌。
惯性负载则是由于冲击波前缘形态的急剧变化而导致的负压拉伸波向内向外振动引起的建筑物破坏。
具体来讲，冲击波对建筑物的动量负载主要表现为建筑表面的切向位移和法向位移，其大小和方向取决于冲击波的形态和建筑物的抗爆性能。
爆炸冲击波对人的伤害标准
爆炸冲击波对人的伤害标准爆炸冲击波对人体的伤害标准是一种被广泛研究和关注的话题，尤其是在军事、安全和医学领域。
在发生爆炸的现场，冲击波往往是造成伤亡的主要因素之一。
冲击波对人体的伤害程度取决于多种因素，包括爆炸的能量、距离、周围环境等。
本文将就爆炸冲击波对人体的伤害标准进行详细的探讨。
爆炸冲击波是在爆炸发生时产生的一种高压、高温气体迅速膨胀并形成的大气波。
当这种大气波传播到人体时，会对人体造成严重的损伤。
爆炸冲击波对人体的伤害标准主要可以分为以下几个方面：1.气压损伤：冲击波产生的高压气体会对人体的内部造成巨大的压力，导致血管破裂、内脏受损等。
在爆炸现场，这种损伤往往是造成立即死亡的主要原因之一。
此外，气压损伤还会导致气胸、肺挫伤等严重后果。
2.飞溅物冲击：爆炸冲击波会将周围的物体和碎片迅速加速，并在传播过程中产生对人体的直接冲击。
这些飞溅物可以是建筑材料、碎片、玻璃、金属等，对人体造成创伤和伤害。
3.燃烧和火灾：在爆炸发生后，产生的火焰和火球会对周围环境和人体造成燃烧伤害。
这种伤害常常是爆炸后的次生效应，但同样是造成伤亡的重要因素。
4.声波伤害：爆炸冲击波也会产生强烈的声波，对人体的听觉和平衡系统造成损伤。
长期不可逆的听力丧失是常见的后果。
以上几点是爆炸冲击波对人体的主要伤害标准，下面将从爆炸能量、距离和周围环境等方面对这些伤害标准进行具体分析。
爆炸的能量是冲击波对人体造成伤害的决定性因素之一。
能量越大，冲击波造成的破坏和压力就越大。
根据研究表明，一般来说，当爆炸能量超过一定标准时，人体就会遭受严重的气压损伤，并且很可能导致立即死亡。
因此，一般来说，能量越大，造成的伤害就越严重。
此外，爆炸能量还会影响飞溅物和火灾等次生效应，增加人体受伤的可能性和严重程度。
另一个影响爆炸冲击波伤害标准的因素是距离。
爆炸发生点和人体的距离越近，冲击波造成的伤害就越严重。
在距离太近的情况下，气压损伤和飞溅物冲击的威力将会增加，增加人体受伤的程度。
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爆炸冲击波
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19．3．3爆炸冲击波及其伤害、破坏作用
压力容器爆炸时，爆破能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能量3种形式表现出来。
后二者所消耗的能量只占总爆破能量的3％～15％，也就是说大部分能量是产生空气冲击波。
1)爆炸冲击波
冲击波是由压缩波叠加形成的，是波阵面以突进形式在介质中传播的压缩波。
容器破裂时，器内的高压气体大量冲出，使它周围的空气受到冲击波而发生扰动，使其状态(压力、密度、温度等)发生突跃变化，其传播速度大于扰动介质的声速，这种扰动在空气中的传播就成为冲击波。
在离爆破中心一定距离的地方，空气压力会随时间发生迅速而悬殊的变化。
开始时，压力突然升高，产生一个很大的正压力，接着又迅速衰减，在很短时间内正压降至负压。
如此反复循环数次，压力渐次衰减下去。
开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的超压△p。
多数情况下，冲击波的伤害、破坏作用是由超压引起的。
超压△p可以达到数个甚至数十个大气压。
冲击波伤害、破坏作用准则有：超压准则、冲量准则、超压一冲量准则等。
为了便于操作，下面仅介绍超压准则。
超压准则认为，只要冲击波超压达到一定值，便会对目标造成一定的伤害或破坏。
超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用见表28—9和表28一10。
2)冲击波的超压
冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关，同时也与距离爆炸中心的远近有关。
冲击波的超压与爆炸中心距离的关系为：
衰减系数在空气中随着超压的大小而变化，在爆炸中心附近为2．5～3；当超压在数个大气压以内时，n=2；小于1个大气压n=1．5。
比与q 实验数据表明，不同数量的同类炸药发生爆炸时，如果R与R
与q
之比的三次方根相等，则所产生的冲击波超压相同，用公式表示如
下：
利用式(28—52)就可以根据某些已知药量的试验所测得的超压来确定任意药量爆炸时在各种相应距离下的超压。
表28一11是1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压。
综上所述，计算压力容器爆破时对目标的伤害、破坏作用，可按下列程序进行。
(1)首先根据容器内所装介质的特性，分别选用式(28—43)至式(28—49)计算出其爆破能量E。
(2)将爆破能量q换算成TNT当量q。
因为1kgTNT爆炸所放出的爆
T N T
破能量为4230～4836kJ／kg，一般取平均爆破能量为4500kJ／kg，故其关系为：
(3)按式(28—51)求出爆炸的模拟比a，即：
(4)求出在1000kgTNT爆炸试验中的相当距离R
0，即R
=R／a。
(5)根据Ro值在表28一11中找出距离为R
0处的超压△
p0
(中间值用插
人法)，此即所求距离为尺处的超压。
(6)根据超压△
p
值，从表28—9、表28—10中找出对人员和建筑物的伤害、破坏作用。
3)蒸气云爆炸的冲击波伤害、破坏半径
爆炸性气体以液态储存，如果瞬间泄漏后遇到延迟点火或气态储存时泄漏到空气中，遇到火源，则可能发生蒸气云爆炸。
导致蒸气云形成的力来自容器内含有的能量或可燃物含有的内能，或两者兼而有之。
“能”的主要形式是压缩能、化学能或热能。
一般说来，只有压缩能和热量才能单独导致形成蒸气云。
根据荷兰应用科研院TNO(1979)建议，可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波的损害半径：。