核爆炸冲击波与爆炸产物相互作用的二维数值模拟

摘要

核爆炸冲击波与爆炸产物的相互作用过程是影响放射性烟云扩散程度的重要因素.为了阐明二者相互作用的物理图景,采用TVD保持性质的Runge-Kutta离散和WENO格式对核爆炸冲击波在真实气体中的传播过程进行了计算,并分析了其诱导波系和反射波系与爆炸产物的相互作用规律.计算结果表明,在诱导波系的压缩和稀疏作用下,爆炸产物的压力和密度值呈高低相间分布,产物的下界面出现不规则和涡结构,即爆炸产物呈现非同一性;另一方面,地面反射冲击波将穿越诱导波系,并挤压爆炸产物的下表面,使产物的形状和参数发生改变,从而加速爆炸产物的浮力上升过程并增大其最大上升高度,继而扩大了放射性烟云的扩散范围.