爆炸理论：二维效应的爆轰波

从理论上来说，只有在装药尺寸趋于无穷大的极限情况下，或者当炸药处于刚性约束的理想环境中时，理想爆轰过程才能实现。实际上，所有的装药都存在边界，爆轰流场在边界附近必须满足相应的边界条件，从而使整个爆轰过程不可能是一维的。因此，即使炸药在化学反应的特性上满足ZND模型的要求，实际爆轰波的传播过程也与经典爆轰理论的计算结果存在差异。装药尺寸越小时，这种差异就越大。在所有非一维的爆轰过程中，由于对称性的原因，当装药具有平面对称以及轴对称性时，沿对称轴传播的爆轰波的结构是最简单的。在这种情形下，爆轰波化学反应区以及爆轰产物飞散区内的流场参数仅依赖两个空间坐标变量和一个时间变量，因此称为二维爆轰。

在长度足够的圆柱形装药中形成的爆轰波，经过一定时间的传播后将达到稳定的传播状态。此时爆轰波阵面的形状以及爆速都不再变化，在随波阵面运动的参考系中，爆轰化学反应区内的流场是定常的，化学反应区的边界形状也保持不变，这种爆轰状态称为定常二维爆轰。显然，由于侧向边界的存在，爆轰波阵面的形状已不再是平直的，而是向传播方向凸起的，爆速不仅与装药的直径有关（直径效应），也与装药边界的约束条件有关（约束效应），所有这些现象都可称为爆轰波的二维效应。(www.xing528.com)

关于爆轰波二维效应的研究主要包括两个方面，即直径效应的理论计算和爆轰波阵面形状的确定。直径效应实质上反映了边界对爆轰化学反应区结构的影响，而化学反应区流场的求解又取决于前方边界（爆轰波阵面形状），但爆轰波阵面形状又由爆速以及侧向边界条件确定，这样，按照通常的流体力学加化学反应动力学的方法来解决二维效应问题是十分困难的。