文档介绍：第卷第期数学的实践与认识..
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基于分形维数的爆炸分散过程中液体破碎特征提取
董玉才, 李磊弘, 杨万利, 陆晓霞。
任晓冰, 史宏涛, 严晓芳。
.装甲兵工程学院非线性研究所,北京
.清华大学工程力学系,北京
摘要: 应用高速摄像仪对液体的爆炸分散实验过程进行了拍摄,
过对灰度图像分形维数的分析,揭示了液体爆炸分散过程的机理.
关键词: 爆炸分散;分形维数;特征提取
引言
气溶胶烟云爆炸成形是烟幕弹武器的关键技术,其中液体在爆炸冲击波作用下的破碎、
分散与混合形成云团等现象是一个复杂的过程,其研究具有重要的理论意义和军事应用价
值,国内外的研究学者做了大量的工作,并采用数值方法和实验等手段对液体燃料的爆炸分
,其基本思想是:当液体环开
始向外运动时,在液体环内、外表面各有一个相对液体环厚度和内外径是小量的扰动,随着
运动的进行,在环厚度不断减小的同时,扰动得到发展,其中假定液体为无粘、不可压流体,
且作无旋、绝热、
照片,
又较杂乱,
面一样膨胀,冲击波又如何穿透液体环,以及冲击波对液体环的破碎到底起到多大作用等问
—不稳定或—不稳定等理
、界面间存在密
度差、界面有冲击波扰动等因素对界面不稳定的影响,并没有考虑爆炸冲击波直接作用于液
体、气液界面的复杂现象.
分形理论研究的对象是自然界和非线性系统中出现的不光滑和不规则的几何形体,将
分形理论应用于射流及爆炸图像的研究,国内外学者做了一些研究...—对
喷入水中的液体射流和羽流现象进行了实验,并对混合过程中浓度等值线的分形维数进行
了计算和分析,
收稿日期:—
基金项目:国家自然科学基金;中国工程物理研究院与国家自然科学基金委联合基金重点项目

通讯作者,: .
期董玉才,等:基于分形维数的爆炸分散过程中液体破碎特征提取
前锋的细微结构,表明瓦斯爆炸火焰有很好的分形特征,瓦斯爆炸火焰分形维数直接反应了
火焰前锋皱折对火焰传播的影响,是衡量湍流火焰传播速度以及爆炸强度的有效参数.
文献设计了一种有上下平面约束的液体爆炸分散装置,通过阴影照相获得气液界面
破碎形态变化的时间序列,进一步应用平面激光诱导荧光得到了径向膨胀液体环内
诱导的荧光照片,、分形几
何和数值模拟相结合的方法,,应用运动流体空化产生理论、
考虑可压缩液体粘性和界面表面张力的影响,给出了分析求解冲击波对液体环及其气液界
面过程的运动微分方程组,为进一步深入研究奠定了基础.
根据水平约束装置实验研究情况,为了克服实验观察窗小,位置受局限的缺点,同时尽
量避