《單質炸藥爆轟反應區的力-化學耦合遞階多尺度模型研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由宋華傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：單質炸藥爆轟反應區的力-化學耦合遞階多尺度模型研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋華傑
- 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
炸藥內在物理化學性質決定了爆轟反應區的結構及物理量（如組成、能量、溫度、壓力、聲速、粒子速度等）在反應區內的時空分布規律，因而也決定了炸藥的爆轟性能。從炸藥物化性質的微觀尺度模擬出發，預測炸藥爆轟反應區結構及相關物理量在反應區內的演化規律是加速新型炸藥設計和研製進程的關鍵所在。本項目擬通過研究非理想爆轟波傳播與爆轟反應中能量反饋、釋放機制的耦合，以及研究從炸藥微觀模擬至巨觀耦合模型的遞階多尺度參數傳遞，構建出力-化學耦合遞階多尺模型，以實現炸藥爆轟反應區結構模擬、反應區物理量時空分布規律研究和爆轟參數預測,從而為基於炸藥微觀模擬預測巨觀爆轟性能找到一條可行的途徑，也為我國低、鈍感炸藥設計和研製提供行之有效的預測工具。
結題摘要
建立不依賴於參數調節的爆轟動力學一直是我國含能材料界長期存在的“瓶頸”。本項目的主要4個研究內容為：(1) RDX炸藥能量反饋遞階多尺度模型研究；(2) 能量釋放遞階多尺度模型研究；(2) “力-化學耦合” 遞階多尺度爆轟理論模型及其程式研製；(3) RDX炸藥爆轟反應區碳團簇演化動力學研究及其程式研製；(4) RDX炸藥爆轟反應區結構模擬研究。通過上述研究，獲得如下主要研究進展和重要結果：發展出炸藥全原子自洽力場(SCFF)技術和自洽力場－聲子(SCFF-phonon)非諧自由能計算方法，並構建出固體炸藥SCFF-phonon微觀完全狀態方程、“聲子熱點耦合”能量釋放方程、與碳團簇相耦合的氣體產物通用維利狀態狀態方程以及爆轟碳團簇演化動力學方程等，進而構建 出“力-化學耦合”遞階多尺度爆轟理論模型，實現了不依賴於參數調節的多尺度爆轟動力學模擬。研究成果為追趕國際爆轟動力學和爆轟物理前沿以及為下一步發展出可與美國cheetah程式相比擬的爆轟動力學預測程式提供堅實的理論基礎和技術途徑。
