實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)裝置如示，用高速轉(zhuǎn)鏡掃描相機(jī)和單狹縫技術(shù)來測定爆轟波透出端面的波形。平面波透鏡炸藥選用JO9159，內(nèi)部采用惰性材料有機(jī)玻璃調(diào)整波形，底端覆蓋一層高能炸藥JO9159，起爆方式為單點(diǎn)起爆。
相機(jī)的掃描轉(zhuǎn)速為15萬轉(zhuǎn)/分鐘，狹縫像在底片上的掃描速度為7.5mms-1，中小方框示底片處理后得到的Rt實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
數(shù)值模擬狀態(tài)方程在計算模型中，對JO9159炸藥采用三項(xiàng)式的點(diǎn)平面波透鏡示意微秒級高壓電雷管，2JO9159炸藥，3有機(jī)玻璃，4反光鏡，5高速轉(zhuǎn)鏡掃描相機(jī)火增長模型，對有機(jī)玻璃采用Gruneisen方程。
三項(xiàng)式點(diǎn)火增長模型<7，8>：ddt=I（1-）b0-1-ax+G1（1-）cdpy+G2（1-）egpz（1）式中，是炸藥反應(yīng)度，t是時間，是密度，0是初始密度，單位為gcm-3，p是壓力，單位為GPa，I，G1，G2，a，b，x，c，d，y，e，g和z是常數(shù)。
反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)方程采用JWL形式的狀態(tài)方程：p=A1-wR1Ve-R1V+B1-wR2Ve-R2V+wE0V（2）式中的系數(shù)均為待定參數(shù)。
Gruneisen方程<9，10>：p=0C21+1-02-a21-（S1-1）+S2+1-S3（+1）2+（0+a）E（3）式中，C為usup曲線的截距，S1、S2、S3是usup曲線斜率的系數(shù)，0是Gruneisen系數(shù)，a是對0的一階體積修正。
JO9159炸藥化學(xué)反應(yīng)速率方程的參數(shù)及爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程的參數(shù)如2所示，有機(jī)玻璃狀態(tài)方程參數(shù)如所示，2、3中參數(shù)的下標(biāo)0示材料初始值。JO9159炸藥點(diǎn)火增長模型反應(yīng)速率方程參數(shù)計算模型與結(jié)果分析在笛卡兒坐標(biāo)系中建立三維計算模型如所示。
由于測試實(shí)驗(yàn)裝置為軸對稱，故將其剖為原來四分之一的形狀，在其兩個剖面分別加上關(guān)于x，y軸的對稱約束。
ABCD區(qū)為JO9159炸藥部分，CDEF區(qū)為有機(jī)玻璃，EFGH區(qū)為JO9159炸藥。采用單點(diǎn)起爆方式，起爆點(diǎn)為A點(diǎn)。
為模型的初分網(wǎng)格，網(wǎng)格劃分為六面體形，邊長取為1mm.為1.42s時模型的等壓分布，由于軸向稀疏波的作用，爆轟產(chǎn)物向后飛散，起爆位置成小山坡狀，這時平面波透鏡內(nèi)傳播的爆轟波形近似為球面波形。為4s時模型的等壓分布，這時有機(jī)玻璃已被壓縮，由于有機(jī)玻璃中的沖擊波速度小于高速層炸藥的爆速值，造成在同一軸向距離的位置，轟波到達(dá)有機(jī)玻璃與高速層炸藥界面的時間與沖擊波沿有機(jī)玻璃軸線傳播的時間幾乎相同，因而使有機(jī)玻璃中傳播的沖擊波波形近似為一平面。為7.32s時模型的等壓分布，這時底層JO9159已被起爆，由于側(cè)向稀疏波的作用，平面波透鏡成為凸出的腰鼓狀，軸向稀疏波的作用使起爆部分的山坡形狀進(jìn)一步擴(kuò)大。等壓分布中靠近軸線位置的爆轟波近似為平面，而邊側(cè)的等壓分布則由于徑向稀疏波的作用向后計算模型的主視計算模型初分網(wǎng)格的主視1.42s時JO9159炸藥及有機(jī)玻璃中的等壓分布4s時JO9159炸藥及有機(jī)玻璃中的等壓分布2s時有機(jī)玻璃及底層JO9159炸藥中的等壓分布爆轟波透出端面波形的計算值彎曲。為爆轟波透出端面波形的計算值與實(shí)驗(yàn)值的比較，計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值基本相符合，只是在靠近邊側(cè)位置的計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較大，這是由于在建模過程中為了計算穩(wěn)定，對靠近平面波透鏡側(cè)面的有機(jī)玻璃進(jìn)行光滑處理后而造成的波形計算失真。
結(jié)論應(yīng)用三維非線性有限元流體動力學(xué)程序（ANSYS/LSDYNA）對平面波透鏡實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬，數(shù)值模擬中對JO9159炸藥采用點(diǎn)火增長模型，炸藥爆轟產(chǎn)物采用JWL狀態(tài)方程，有機(jī)玻璃采用Gruneisen方程，計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)基本相符。所得炸藥及有機(jī)玻璃參數(shù)可用于平面波透鏡的設(shè)計。