本發(fā)明涉及爆炸波參數(shù)快速獲取，更具體地說，特別涉及一種大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、針對如何快速獲取威力場的相關參數(shù)，前人已展開不少研究，在計算分析方面，主要包括經(jīng)驗公式模型(經(jīng)驗公式法)、簡單解析模型(解析法)、基于cfd的數(shù)值模擬(cfd方法)三種研究方法。經(jīng)驗公式法和解析法都具有計算快速的優(yōu)點，但是都不能處理涉及爆炸波的復雜反射、繞射等復雜場景，因而其適用的工程領域非常有限；而cfd方法雖具有計算準確、能處理復雜場景的優(yōu)點，其工程應用性較強，但它是典型計算密集型的方法，對計算機軟硬件平臺要求高，非常耗費計算資源和時間，在實際應用中的靈活性也不夠。例如，對某大尺度空間爆炸波傳播問題，在保證精度細網(wǎng)格條件下，利用當前主流計算平臺，單個工況的計算分析時間以數(shù)十小時計(甚至數(shù)以天計)。

2、當前有大量與爆炸波有關的實際應用問題，涉及場景尺度大而且復雜，又需要快速獲得爆炸波威力場參數(shù)，這就對現(xiàn)有的研究手段提出了挑戰(zhàn)。

3、因此，有必要提供一種大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法及系統(tǒng)，來解決上述技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法及系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術所存在的缺陷。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、一種大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法，包括以下步驟：

4、s1、依次計算有效tnt裝藥量、沖擊波超壓場分布、比沖量分布、目標部件受到超壓/沖量狀態(tài)，形成初始化超壓場參數(shù)；

5、s2、根據(jù)所述初始化超壓場參數(shù)，將真實爆源產(chǎn)生的爆炸波的反射等效成相應虛擬爆源的直射作用，并采用多虛擬源效果的疊加法則疊加各虛擬源爆炸波的相互作用，計算不同爆炸波相互影響下監(jiān)測點上的壓力參數(shù)變化，形成威力場參數(shù)。

6、進一步地，所述步驟s1具體包括：

7、s11、根據(jù)裝藥類型、質(zhì)量、破片的總重量計算有效tnt裝藥量；

8、s12、通過有效tnt裝藥量并根據(jù)實際炸點位置，計算出沖擊波超壓場分布；

9、s13：根據(jù)有效tnt裝藥量計算比沖量分布；

10、s14：對目標部件超壓沖量狀態(tài)的計算，模擬超壓場的覆蓋范圍，搜索目標部件所處的位置，判斷其位置處的超壓值的毀傷等級。

11、進一步地，所述步驟s14具體包括：

12、s141、初始化超壓場參數(shù)，提取爆點位置坐標(x,y,z)和沖擊波tnt當量參數(shù)ω，并判斷屬于自由場爆炸還是近地爆炸；

13、s142、搜索第i個子系統(tǒng)的第j個目標part，讀取其毀傷參數(shù)中的沖擊波超壓閾值sp1、sp2、sp3；

14、s143、由爆點位置坐標(x,y,z)和沖擊波tnt當量參數(shù)ω分別計算超壓值sp1、sp2、sp3能達到的距離r1、r2、r3；

15、s144、依次搜索第j個part中的面元的各個端點坐標(xk,yk,zk)，通過計算與(x,y,z)的距離，并與距離r1、r2、r3對比，判斷其是否達到某種程度毀傷；

16、步驟s145、返回步驟s142，搜索第i個子系統(tǒng)的第j+1個part，依次進行步驟s143、s144，搜索完第i個子系統(tǒng)所有part后，開始搜索下一個子系統(tǒng)i+1，直至子系統(tǒng)搜索完畢。

17、進一步地，所述步驟s2具體包括：

18、s21、建立爆源樹，爆源包括真實爆源和虛擬鏡像源，樹為真實爆源和虛擬鏡像源的邏輯層次關系；

19、s22、基于爆源樹根據(jù)多源效果的疊加算法，對爆炸波流場參數(shù)進行疊加得到威力場參數(shù)。

20、進一步地，所述步驟s21具體包括：

21、s211、真實爆源burst在結(jié)構面反射后，基于線性波近似下的鏡面反射原理，得到虛擬鏡像源；

22、s212、計算監(jiān)測點gauge處的威力參數(shù)，將真實爆源和虛擬鏡像源依到達時序的直接疊加作用，形成爆源樹。

23、進一步地，所述步驟s22中疊加后的參數(shù)密度介質(zhì)速度和壓力的計算公式為：

24、

25、式中，δρi、δpi、分別表示第i個爆源單獨爆炸時在此點處的密度增量、壓力增量和介質(zhì)速度。

26、本發(fā)明還提供一種用于實現(xiàn)上述大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法的系統(tǒng)，包括：

27、參數(shù)計算模塊，用于依次計算有效tnt裝藥量、沖擊波超壓場分布、比沖量分布、目標部件受到超壓/沖量狀態(tài)，形成初始化超壓場參數(shù)；

28、爆炸疊加模塊，用于根據(jù)所述初始化超壓場參數(shù)，并基于多源效果疊加算法來計算虛擬源的爆炸疊加效果。

29、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明利用爆炸波的反射、繞射及其疊加的仿真算法以快速獲取威力參數(shù)；本發(fā)明將爆炸波傳播規(guī)律適當線性化，同時將結(jié)構面近似為剛性壁面，從而將虛擬源技術引入到大空間尺度場景的爆炸波快速計算中，擴展了虛擬源方法的應用領域，本發(fā)明考慮流體力學基本守恒規(guī)律，引入多源效果疊加算法來計算虛擬源的爆炸疊加效果，體現(xiàn)了爆炸波相互作用的非線性；本發(fā)明隨機生成符合無人平臺數(shù)量約束的全局解和鄰域解的方法。

技術特征：

1.一種大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述步驟s1具體包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述步驟s14具體包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述步驟s2具體包括：

5.根據(jù)權利要求1所述的大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述步驟s21具體包括：

6.根據(jù)權利要求1所述的大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述步驟s22中疊加后的參數(shù)密度介質(zhì)速度和壓力的計算公式為：

7.一種用于實現(xiàn)權利要求1-6任意一項所述大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種大尺度空間爆炸的威力場參數(shù)獲取方法及系統(tǒng)，方法包括：S1、依次計算有效TNT裝藥量、沖擊波超壓場分布、比沖量分布、目標部件受到超壓/沖量狀態(tài)，形成初始化超壓場參數(shù)；S2、根據(jù)所述初始化超壓場參數(shù)，將真實爆源產(chǎn)生的爆炸波的反射等效成相應虛擬爆源的直射作用，并采用多虛擬源效果的疊加法則疊加各虛擬源爆炸波的相互作用，計算不同爆炸波相互影響下監(jiān)測點上的壓力參數(shù)變化，形成威力場參數(shù)。本發(fā)明利用爆炸波的反射、繞射及其疊加的仿真算法以快速獲取威力參數(shù)。

技術研發(fā)人員：李志斌,陳思羽,張程,唐頔,盧芳云,林玉亮,李翔宇,田占東,陳榮,彭永,梁民族,張玉武
受保護的技術使用者：中國人民解放軍國防科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10