水下近场爆炸载荷数值预报研究

发布时间：2025-02-13 19:39

　　 围绕水下近场爆炸冲击波-气泡载荷特征,尤其是极近场爆距(2～5倍药包半径)条件下的载荷预报,在模型实验研究的基础上,结合数值计算方法对水下近场爆炸过程介质运动、冲击波-气泡载荷规律进行了模拟研究。先针对冲击波载荷特征研究,首先对距离爆炸中心点6～11倍药包半径范围内的冲击波载荷用有限元方法进行了求证,且拟合出距药包2～5倍半径范围内的冲击波载荷峰值的计算公式。再针对水下近场爆炸气泡载荷特征研究,结合模型试验和数值模拟结果,对冲击波的载荷特征进行了分析求证,结果表明本研究所提出的预报方法具有较好的可信性。

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【部分图文】：

图1 1/2有限元模型

先建立相关模型，再标定自由场中冲击波载荷。Cole和Zamyshlyayev多年的经验公式研究也止步于6倍药包半径以外。6倍药包半径以内的现阶段还无法准确测量，此方面的定量研究仍没有形成统一的体系，但6倍药包半径以内的超近场水下爆炸冲击波载荷却是结构损伤的重要组成部分。图2剖面....

图2 剖面示意图

图11/2有限元模型图3所示为模拟现有冲击波爆距R/r=6～11时的数值和Zamyshlyayev公式载荷的时历变化曲线，在6倍药包半径外，两者压力的最大值几乎重合，衰减变化也呈现相同趋势。但在数值模拟的初期，冲击波有一个明显的上升期，同时在衰减阶段却存在一个明显的数值波动现象....

图3 6～11倍药包半径距离冲击波时历曲线

图3所示为模拟现有冲击波爆距R/r=6～11时的数值和Zamyshlyayev公式载荷的时历变化曲线，在6倍药包半径外，两者压力的最大值几乎重合，衰减变化也呈现相同趋势。但在数值模拟的初期，冲击波有一个明显的上升期，同时在衰减阶段却存在一个明显的数值波动现象。基于实验与现实的差距....

图4 2～5倍药包半径距离冲击波时历曲线

6倍药包半径条件用图5中的虚线表示，数值模拟结果、Zamyshlyayev公式在这一点的压力值几乎重合，而Cole公式的计算结果则略微低于其余三项(Cole公式在2～9药包半径内的计算结果一直略微低于其余三项，其计算结果趋于保守)。受困于现有实验水平和实验装置限制，无法创造超近场....

本文编号：4034018