水下爆炸作用下圆柱壳绕射特性及压力分布特征研究

发布时间：2024-04-07 19:02

　　在水下爆炸作用下,由于高能炸药的爆炸、冲击波的传播以及复杂的流体-结构相互作用现象的存在,使得结构周围的水动力场变得十分复杂。潜艇作为现代海战的重要组成部分,由于其圆柱形结构的特殊性,在分析水下爆炸冲击波波动效应时,除了要考虑反射、透射冲击波外,在圆柱壳背爆面出现的绕射冲击波也不容忽视。本文通过ALE流固耦合法对冲击波与圆柱壳结构相互作用过程中产生的压力场进行仿真和分析,得到反射冲击波、透射冲击波、绕射冲击波的形成过程与特点。分析不同结构形式、不同层间介质、不同爆距以及不同水深条件下结构周围压力场的演变和结构的冲击响应特性。本文首先从平板结构入手,利用Taylor平板理论计算出的反射波与透射波的理论值对本文所采用的数值模拟方法进行精度校核,将圆柱壳周围绕射场的数值仿真云图与数值解和实验图像进行对比,发现了很好的一致性。基于冲击波穿过膨胀波时的作用特点,解释了绕射波的形成原理。然后对本文所采用的数值计算方法进行简要介绍并对相关参数进行设置,将数值计算所得的壁压曲线、结构变形曲线与实验结果进行对比分析,误差在20%以内。其次研究了不同结构形式(单层板、双层板、圆柱壳结构)、不同壳间介质以及...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１背空板与背水板冲击波作用示意图??对于背水板［２＾２８］，由运动的连续性可知，板前后流体质点速度与板的运动速度相等，??且流体质点速度与压力的关系遵循（２－３）式??

?（２－１）??ｃ为在水中的声速，为冲击波峰值压力，沒为压力衰减常数。坐标原点取在板??面上，向右为正方向，如图２．１所示。板沿ｘ方向自由，冲击波作用到平板表面上时，??平板表面压力；由入射冲击波和反射波／两部分叠加而成。??Ｐｆ（０?＝?Ｐｉ?（Ｏ?＋?ｐＡＯ?（?２－２?）?....

图2.2红色激光的圆?

理论??现象的定义??研究主要集中在光学绕射、地震波绕射、电磁波绕究还非常少。??中，衍射（绕射）是指波遇到障碍物时偏离原来直线，波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生碍物置放在光源和观察屏之间，则会有光亮区域与域的边界并不锐利，是一种明暗相间的复杂图样，这波在其传播路径上....

图２．３障碍物绕射传播??本文对于冲击波的绕射的研究，定义更类似与电磁波越过障碍物的传播，只不过障??

是超短波和微波波段。障碍物的绕射特性，与无线电波长；Ｉ、障碍物高度／／（从收、发??点连线算起，向上为正）、障碍物顶部曲率半径Ｒ和绕射角＜９等有关。如果曲率半径不??大，Ｒ／Ａ?＜２／（１００?）３，则障碍物可视为刃形，如图２．３所示。??发射点?梭收点??ａ刃形绕射??发賴?ｂ....

图2.3绝对刚性圆柱壳绕射场曰

梭ａ刃形绕射??ｂ國顼簿碍物绕射??图２．３障碍物绕射传播??的研究，定义更类似与电磁波越过障碍是水中潜艇等结构。绕射代表了弹性壳在刚性圆柱壳上的绕射现象的研究。Ｂｒｙ，如图２．４所示。图２．４给出了一个非常场。???

本文编号：3947828