Numerical investigation on the performance of the aluminized HMX with varying aluminum concentration

알루미늄 함유량 변화에 따른 알루미늄 입자가 함유된 HMX 성능에 관한 수치 연구

The performance characteristics of aluminized high explosive are considered by varying the aluminum(Al) concentration in a two-phase model. Since the time scales of the characteristic combustion process of high explosives and Al particles differ, the process of energy release behind the leading detonation wave front occurs over an extended period of time. Two cardinal observations are reported: a decrease in detonation velocity with an increase in Al concentration and a double front detonation (DFD) feature when anaerobic Al reaction occurs behind the front. In the current study, a series of confined rate sticks are considered for characterizing the performance of aluminized HMX with a maximum Al concentration of 50%. The simulated results are compared with the experimental data for 5%-25% concentrations.

본 연구에서는 Al 입자가 함유된 고폭약의 성능 특성을 2 상 모델(two-phase model)을 이용하여 수치 해석을 수행하였다. Al 입자의 점화와 연소시간은 고폭약에 비해 상대적으로 긴 시간이 요구되기 때문에, Al 입자연소에 의한 에너지 발산은 고폭약의 데토네이션 후방에서 이루어진다. Al 입자를 함유하는 고폭약은 Al 함유량이 증가함에 따라 데토네이션 속도의 감소와 고폭약 데토네이션 후방에서 Al 입자 연소가 일어나며 이중 데토네이션이 관찰되는 특징이 있다. 본 연구에서는 Al 입자가 함유된 HMX의 데토네이션 특성을 재현하기 위해 최대 Al 함유량 50%를 갖는 confined rate stick이 고려되었으며, 수치해석 결과는 5-25% 함유량에 대한 실험결과와 비교되었다.