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实验七.水中爆炸冲击波压力测量一实验名称：水中爆炸冲击波压力测量二实验目的：练习并掌握用电测法测量水中爆炸冲击波压力。
三实验内容：用冲击大电流通过金属丝产生水中冲击波，用压力传感器检测压力信号，用数字示波器记录某位置的水中冲击波压力历程。
四实验设备：冲击大电流装置、同步高压脉冲发生器、传感器及适配器、数字示波器五实验原理（一）水下爆炸物理过程炸药装药在水下爆炸时，瞬间变成高温高压的爆炸产物，压迫周围的水产生冲击波并迅速向周围传播。
炸药放出的能量一部分随冲击波传出，称为冲击波能。
剩下的能量留在爆炸产物中，称为气泡能。
高压下的爆炸产物迅速向外膨胀形成气泡，气泡膨胀过程中反抗静水压而作功。
当气泡膨胀到压力与静水压相等时，因为惯性的作用，膨胀并不停止而作过度膨胀，当膨胀到最大体积时，气泡内的压力降至静水压的1/5~1/10，此后由于外界压力的作用而使气泡收缩，同样因为惯性的原因，当压缩到压力等于静水压后仍继续收缩，直至最小体积时又开始膨胀，同时产生压力波，如此反覆膨胀收缩形成气泡脉动。
（二）对水下爆炸用测压传感器的要求1，传感器应具有尽量高的频率响应，以便准确地捕捉到压力的迅速变化一般谐振谐率应不小于250kHz。
2，传感器应有足够的强度和压力测量范围。
3，为了减小因测压传感器的放置而对压力流场产生严重的扰动和畸变，传感器的体积应尽量小，外形应为流线性。
4，传感器的联接电缆在水中受到强度较大冲击波的作用，由于电缆内、外芯的摩擦将出现静电电荷（即所谓“电缆效应”）这种摩擦电荷是一个相当可观的虚假讯号，因此传感器应有减小电缆效应的有效措施。
5，传感器具有良好的防潮、密封和较好的防腐蚀能力，特别是当传感器的输出讯号是高输出阻抗的讯号。
其绝缘电阻一般在1010~1012Ω，受潮后绝缘电阻降低将造成零点飘移。
（三）PCB W138A02型压电传感器性能特点1，该传感器将一片作为敏感元件的电气石置于盛满硅油的塑胶管中，因而密封、防潮性能良好。
水下冲击波测试的无线数据传输技术研究的开题报告一、研究背景及意义随着海洋领域的深入发展，水下工程领域也日益成为当今研究领域之一。
在水下工程中，涉及到了一系列的技术问题，其中，水下探测和水下通讯技术的研究与应用是较为重要的研究方向之一。
在水下探测的过程中，利用水下冲击波测试技术可以有效地获取水下地貌、海底生物等相关信息，而利用该技术也可以有效地控制水下工程设备的操作等。
然而，在实际应用过程中，水下冲击波测试技术的无线数据传输面临很多挑战，主要是由于水下环境复杂、信号衰减严重、干扰噪声大等问题导致的。
因此，本研究意在探讨水下冲击波测试的无线数据传输技术，研究现有的水下数据传输技术，结合水下环境的特点，探索水下冲击波测试中的无线数据传输技术，并针对传输距离、传输速率、抗干扰能力等方面进行优化和改进，从而提高水下冲击波测试技术的实用性和可靠性，促进水下工程技术的发展。
二、研究内容和方案本研究主要分为如下三个部分：（1）水下无线数据传输技术的研究首先，本研究将综述水下无线数据传输技术的现有研究成果，主要包括水声通讯、电磁通讯和光学通讯等方面进行详细的分析和归纳总结。
进而，通过对比、分析各种技术的优缺点，选取合适的技术模式，分析不同方案的优缺点，并挑选出有效运用于水下冲击波测试无线数据传输的技术方案。
（2）水下冲击波测试的数据传输系统设计将研究出的技术方案应用到水下冲击波测试无线数据传输技术中，建立水下冲击波测试的数据传输系统。
利用该系统，可以有效地实现水下冲击波测试中的数据传输需求，并使数据传输过程更加可靠和稳定。
同时，该系统的设计要考虑系统的可操作性和稳定性，并尽可能缩短数据传输的时延。
（3）系统实验和数据分析最后，通过对实际数据传输过程进行测试和分析，验证所设计的系统能否达到目标，对其性能进行评测。
对于测试结果，我们还将分析实验结果的可行性，提出可行行的优化方案，进一步完善系统的建设计划。
三、研究预期成果1. 研究水下冲击波测试的无线数据传输技术，系统性地分析现有水下无线数据传输技术，解决无线数据传输过程中的各种问题；2. 通过设计水下冲击波测试的数据传输系统，实现有效的水下冲击波测试中的数据传输需求，提高数据传输的可靠性和稳定性；3. 通过实验进行数据传输的测试和分析，对所研究的数据传输系统进行评测，并提出可行的改进方案；4. 对海洋领域的水下冲击波测试和无线数据传输技术的发展提供一定的技术支持，提高我国在水下工程技术领域的核心竞争力。
在水下爆炸冲击波作用下的新型冲击因子水下爆炸是一种常见的爆炸形式，它在水下环境中产生的冲击波对周围环境和结构物造成了巨大的影响。
在水下爆炸冲击波作用下，会产生许多冲击因子，这些因子对于研究水下爆炸的影响和防护措施具有重要意义。
一、冲击波传播特性水下爆炸冲击波的传播特性是研究冲击因子的基础。
冲击波在水中传播时，会受到水的阻力和粘滞力的影响，使得冲击波的能量逐渐减弱。
此外，水的密度和压力也会对冲击波的传播产生影响。
因此，研究冲击波在水中的传播特性，可以帮助我们了解水下爆炸对周围环境和结构物的影响程度。
二、冲击波压力水下爆炸冲击波的压力是造成冲击因子的主要因素之一。
冲击波的压力与爆炸源的能量、距离和介质特性等因素相关。
在水中，冲击波的压力会随着距离的增加而减小，但相对于空气中的爆炸来说，水下爆炸的压力更加集中和强大。
因此，在水下爆炸冲击波作用下，周围环境和结构物所承受的压力将会很大，这是造成冲击因子的重要原因之一。
三、气泡效应水下爆炸冲击波产生的气体会形成气泡效应，这也是造成冲击因子的重要因素之一。
在爆炸发生后，爆炸源周围的水会迅速蒸发形成气体，而这些气体会形成一个或多个气泡。
这些气泡在上升过程中会带动周围的水形成一个巨大的气泡云，并造成剧烈的涡流和压力变化。
这种气泡效应会对周围环境和结构物产生巨大的冲击力和摩擦力，从而造成冲击因子。
四、声波效应水下爆炸冲击波产生的声波也是造成冲击因子的重要原因之一。
爆炸产生的冲击波会引起周围水分子的振动，从而形成声波。
这些声波在水中传播时会引起压力变化和震动效应，对周围环境和结构物产生影响。
声波效应不仅会造成物体振动和位移，还会对水下生物产生伤害。
因此，在进行水下爆炸研究时，需要考虑声波效应对周围环境和结构物的影响。
五、沉积物悬浮水下爆炸冲击波作用下，爆炸产生的能量会使得底部沉积物悬浮起来，形成一个底部悬浮云。
这种沉积物悬浮现象会对周围环境和生态系统产生影响。
沉积物悬浮不仅会改变水质，还会对水下生物产生伤害，并且对于海底设施和管道等结构物也会造成损坏。
水下炮孔爆破水中冲击波传播特性当前资源已成为制约人类发展的三大因素之一,而在陆地资源日趋减少的形势下,世界各国纷纷把目光投向海洋、湖泊、港湾等水下可利用资源。
水下爆破技术是开采水下资源和水下施工的一个重要手段,水下爆破技术二战前主要用于军事目的以及零星的水下炸礁工程逐渐扩展到民用行业,如航道疏浚,海港开发,河口、港口整治,沉船解体,交通和水电工程建设,以及科学研究试验等方面。
随着安全环保意识增强和钻孔机械设备的改进,水下炮孔爆破逐渐取代水中爆炸和水下裸露爆破成为水下爆破的主要施工方法。
水下炮孔爆破的炸药埋藏在岩石或水工结构中,炸药爆炸时的能量分布、冲击波的传播特性以及边界条件的影响都与炸药直接在水介质中爆炸产生的水中冲击波特性有所不同。
文章在探讨水中爆炸的基本理论和水中爆炸产生的水中冲击波传播特性及衰减规律的基础上,采用数值模拟方法,对水下炮孔爆破在单自由面、两个自由面的情况下,炸药在岩石中爆炸后产生的应力冲击波在水介质中的传播特性和衰减规律问题展开研究,并取得了以下研究成果:1)对一个炮孔在单自由面、水介质堵塞时炸药产生的水中冲击波进行数值计算发现,炮孔附近的水中冲击波压力峰值是动水运动和气泡脉动的压力的叠加,动水运动和气泡脉动的影响主要是垂直向上;远离爆源时,由孔口局部炸药产生的水中直达波成为水中冲击波的主导波,水中直达波以孔口中心为球心向四周传播。
在距炮孔轴线11m后的水中冲击波衰减规律与现场试验数据所回归的衰减规律比较吻合。
在其它因素不变的情况下,将不同水深时水中冲击波传播的衰减规律相比较,随着水深的增加,水中冲击波压力峰值在竖直方向上衰减变得更快;而水平方向上,水中冲击波压力峰值在爆源附近区域衰减变快;距炮孔轴线11m后,水深使得水中冲击波衰减变慢,水中冲击波的影响范围变大。
2)在两个自由面的水下台阶爆破,水中冲击波的产生机理与单自由面时有所不同。
通过对水下台阶爆破最小抵抗线方向、平行台阶坡顶线方向和垂直水底三个方向的水中冲击波传播特性的研究,结果表明:水下台阶爆破的水中冲击波的压力由炮孔中所有药量来决定的,水中冲击波压力在垂直水底方向衰减最快,其次是平行于坡顶线方向,最小抵抗线方向的衰减是最慢的。
《爆燃波和薄水层相互作用初步实验研究》篇一一、引言在物理学和化学动力学领域，爆燃波与薄水层的相互作用是一个重要的研究课题。
这种相互作用不仅在工业生产、环境科学等领域具有广泛的应用，而且对理解爆炸、燃烧以及化学反应过程具有深远的意义。
本论文将详细探讨爆燃波与薄水层相互作用的初步实验研究，通过对实验数据和结果的分析，进一步了解其物理特性和化学反应机理。
二、实验背景与目的随着科学技术的不断发展，人们对于爆炸和燃烧过程的控制越来越精细。
在诸多研究领域中，爆燃波与薄水层的相互作用显得尤为重要。
这一过程涉及到气体、液体和固体之间的复杂相互作用，对于理解和预测燃烧、爆炸等危险现象具有重要意义。
因此，本实验旨在通过初步的探索和研究，揭示爆燃波与薄水层相互作用的物理特性和化学反应机理。
三、实验原理与方法本实验主要基于燃烧学、流体力学和化学反应动力学等原理。
首先，利用合适的燃烧装置，生成具有稳定性质的爆燃波。
接着，将该爆燃波引入与水层相互作用的场景中，并采用高速摄像技术和热力传感器记录和测量相互作用的过程及数据。
最后，通过对数据的分析和处理，研究爆燃波的传播规律和薄水层的响应机制。
四、实验步骤与数据分析（一）实验步骤1. 搭建实验装置：选择适当的燃烧装置和测量仪器，搭建稳定的实验平台。
2. 准备材料：准备燃烧燃料、水和相关化学试剂等材料。
3. 实验操作：点燃燃料并生成爆燃波，引入薄水层中，并记录和测量数据。
4. 重复实验：进行多次重复实验以验证结果的可靠性。
（二）数据分析通过高速摄像技术和热力传感器记录的数据，对爆燃波的传播速度、形状变化以及水层的响应等进行详细分析。
通过数据图表、图像等手段展示和分析实验结果。
五、实验结果与讨论（一）实验结果经过多次实验和数据收集，我们发现爆燃波在进入薄水层后发生了明显的变化。
爆燃波的传播速度在接触水层后有所减缓，且在水中的形状发生了改变。
同时，观察到水层表面产生了明显的涟漪和水蒸气等反应现象。
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过模拟潜水内爆炸现象，研究爆炸对潜水器及周围环境的影响，为潜水器设计和安全防护提供理论依据。
二、实验背景随着深海探测技术的不断发展，潜水器在深海探测任务中发挥着越来越重要的作用。
然而，潜水器在深海作业过程中，面临着来自水压、生物、物理等多种风险。
其中，潜水器内部爆炸事故一旦发生，将对潜水员的生命安全造成极大威胁。
因此，研究潜水内爆炸现象，提高潜水器安全性能具有重要意义。
三、实验内容1. 实验材料（1）潜水器模型：采用1:10比例的潜水器模型，模拟实际潜水器结构。
（2）爆炸装置：选用TNT炸药作为爆炸源。
（3）传感器：包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器等，用于监测爆炸过程中的各项参数。
（4）实验水池：模拟深海环境，水池深度为10米。
2. 实验步骤（1）将潜水器模型放入实验水池，确保其稳定性。
（2）在潜水器模型内部安装爆炸装置，确保爆炸源位于潜水器中心位置。
（3）将传感器连接至潜水器模型，并对传感器进行校准。
（4）启动爆炸装置，记录爆炸过程中的各项参数。
（5）观察潜水器模型及周围环境的损坏情况。
四、实验结果与分析1. 爆炸过程实验过程中，爆炸装置成功引爆，爆炸瞬间潜水器模型发生剧烈振动，压力、温度、加速度等传感器数据迅速上升。
爆炸过程中，潜水器模型周围水花四溅，实验水池水面出现大量气泡。
2. 潜水器模型损坏情况爆炸后，潜水器模型出现以下损坏情况：（1）壳体出现裂缝，部分区域出现变形。
（2）内部仪器设备损坏，部分部件丢失。
（3）模型周围水花四溅，实验水池内出现大量气泡。
3. 爆炸对周围环境的影响爆炸过程中，潜水器模型周围水花四溅，实验水池内出现大量气泡。
爆炸产生的冲击波对周围环境产生一定影响，但未对实验水池其他设施造成损坏。
五、实验结论1. 潜水内爆炸会对潜水器结构造成严重损坏，影响潜水器内部仪器设备正常运行。
2. 爆炸产生的冲击波对周围环境有一定影响，但未对实验水池其他设施造成损坏。
水下爆炸冲击波的传播特性试验研究水下爆炸对构筑物的破坏主要表现为冲击波和气泡脉动效应。
一般而言,气泡脉动通常起附加破坏作用,而冲击波起决定性作用。
水下爆炸冲击波的传播规律及其动力效应是水利水电工程、航运工程和爆破工程等领域关注的一个重要问题,直接关系到水下设施的安全和容器状构筑物爆破拆除参数的合理选取,因而具有重要的工程价值和理论意义。
本文以水下爆炸冲击波效应为研究契机,在有限的钢板水箱水域内开展了水冲击波试验研究。
首先,通过现场试爆及其现象分析,得出了药包布置原则；其次,利用高速摄影技术再现了水下爆炸冲击波波阵面的动态传播过程,并得出波阵面传播速度及其传播规律；根据水冲击波波阵面传播速度,得出不同距离处的峰值压力,并对水冲击波峰值压力、传播距离及药量关系进行分析,从而得出了小药量水下爆炸冲击波压力计算经验公式。
最后,选取水压爆破拆除工程实例,对试验结果进行验证,说明了药包布置原则的合理性、实用性。
主要得出以下结论：(1)利用高速摄影技术来观测水下爆炸冲击波的传播过程及测试其峰值压力是切实可行的；(2)试验条件一定,水下爆炸冲击波波阵面传播速度从零急剧上升到某一值,随后以波动形式迅速衰减,最终趋向于某一稳定值；(3)相同试验条件下,药量越大,水冲击波波阵面传播速度上升及衰减越快,且二次波峰值压力越大：(4)根据冲击波波阵面水动力学量之间的关系,得出水下爆炸冲击波波阵面传播速度所对应的峰值压力,并对其峰值压力、传播距离及药量进行分析,从而得出了小药量水下爆炸冲击波峰值压力计算经验公式,即当比例半径r/r0>5.649时,Pm=105.472(Q1/3/R)1.65；(5)在水压爆破工程中,对于开口式容器状构筑物,为提高炸药能量利用率,降低其能量损耗,则要求药包的入水深度h至少要大于容器内壁到爆心的距离R,即h>R；(6)药包布置位置要尽可能使冲击波波阵面同一时刻达到容器状构筑物侧壁,使容器状构筑物受力均匀为原则；(7)为减少自由水面卸载所造成的能量损失,条件适合时可在开口式容器状构筑物中注满水并对顶部做封闭措施。
水下连续爆炸声学特性及信号分析研究随着电子信息技术的发展,鱼雷对水面舰船的威胁越来越大,所以十分迫切地需要一种能够有效地对抗鱼雷的武器装备。
根据目前形势,发展了连续爆炸式水声干扰弹,它是一种软杀伤式的反鱼雷武器,其在水下连续爆炸时产生持续时间较长的高功率、宽频带的声信号,能够有效地干扰声自导鱼雷,在远程时,可作为一个强信号的假目标,在近程时,可造成声呐基阵饱和阻塞,从而为己方舰船的规避争取一定的时间。
本文所做工作的主线为：水下爆炸声的产生—水下爆炸声的传播—水下连续爆炸声的声学特性一水下连续爆炸声的信号分析。
本文对水下连续爆炸声信号声学特性及其信号分析的研究可为水声对抗技术的发展提供一定的理论基础。
具体工作如下：1)对裸装球形装药的水下爆炸过程进行了仿真计算,通过分析冲击波峰值压力在近场的变化,得出冲击波在近场是按照超球面规律扩展的。
然后,仿真计算了带壳球形装药的水下爆炸过程,分析了冲击波峰值压力随壳体厚度的变化规律,引入壳体厚度影响因子,首次推导出带壳球形装药水下爆炸冲击波的峰值压力公式。
通过设置水的状态方程,计算得到不同爆深的水下爆炸冲击波,分析了爆深对冲击波峰值压力的影响。
仿真计算了两发炸药同时起爆和延时起爆情况下的水下爆炸冲击波,分析了水下爆炸冲击波之间的相互作用规律。
2)研究了水下爆炸声信号的传播理论,对比分析了本征声线的求取模型。
提出利用单点弦截法求取本征声线的出射角,并与二分法进行比较,结果表明：在保证同样精度条件下,单点弦截法的计算用时比二分法小一个数量级,能够精确快速地求出本征声线的出射角,这对于水下声场的快速建模具有重要意义。
3)基于射线理论和椭球的几何性质,建立了改进的三维双基地混响平均强度模型,推导出水下爆炸声混响平均强度的预报公式。
将预报公式计算结果与实验数据进行对比,验证了该模型的正确性。
基于混响强度预报公式,分析了爆炸脉冲宽度和爆炸深度对混响强度的影响：(1)考虑到背景噪声引起的误差,可以认为水下爆炸声混响强度不受爆炸深度的影响；(2)脉冲宽度越大,海底散射区域面积也越大,则混响强度越大。
水下爆破振动传播规律及其控制技术摘要：在水运工程建设过程中，爆破技术会给周边环境带来负面影响。
水下爆破施工产生的有害效应主要包括爆破振动、水下爆破冲击波、爆破涌浪等。
水下爆破冲击波及爆破涌浪对周围的影响可通过防护措施进行较好的控制，但预测及控制水下爆破所产生的爆破振动有害效应是水下爆破工程领域亟需重点研究解决的问题。
关键词：水下爆破；振动传播规律；控制技术1.国内外研究现状水下爆破，指在水中、水底或临时介质中进行的爆破作业，与陆地爆破相比，由于水与空气两种介质的特性差异存在，水下爆破与陆地爆破从爆破条件上来说差异较大，产生的危害效应也比陆地爆破复杂。
在不同条件下进行水下爆破时，可能产生四种效应降8]:即爆破地震效应;水中冲击波效应;空气冲击波效应和浪击波效应。
研究发现，在进行钻孔爆破作业时，爆炸产生的能量大部分都作用于的岩石上，使岩石发生压缩、移动、破坏。
据资料显示，在水下爆破中，只有不足1}5的爆炸能量对水体作用产生压力，形成水中冲击波。
而在此过程中，还会形成二次气泡的脉动，这种二次膨胀压缩会损失大量能量，对附近的建(构)筑物造成的危害程度低;同时，空气冲击波是由于爆炸冲击波作用于水体，通过水中冲击波所形成的，但一般强度较弱，而且水层厚度与水面的宽度都能够削弱空气冲击波的强度;而浪击波则是有爆炸时发生岩石塌陷所形成的，在水下炸礁发生浪击波的概率很低，因而对于上述的冲击波不做重点分析。
炸药爆炸所产生的冲击波在岩层中传播转化成地震波，地震波携带能量大，作用范围远，对周围建筑物的破坏程度也最强。
因此，水下钻孔爆破产生的地震波对周围建筑物的影响是本文进行分析和研究的重点。
爆破过程中产生的振动是工程爆破主要危害之一爆破地震波的传播机理、爆破地震波对结构的破坏机制、建筑物的爆破振动安全控制标准以及爆破地震波的强度预测等一直是国内外研究者关注的热点问题。
1.2.爆破地震波特性及传播规律研究现状炸药在岩体中起爆，释放的能量以波的形式进行传递，按照波能量的大小依次划分为冲击波、应力波和地震波。
水下爆破振动特征及衰减规律研究邵蔚;王长柏【摘要】针对传统质点峰值振动速度公式因没有考虑水体波动对爆破振动传播的影响导致预测结果精度较差的问题,以某核电站水下爆破实验为背景,分析了水下钻孔爆破时地面质点振动特征和水下爆破地震波的衰减规律.由现场实测爆破振动速度数据分析结果可知,水下爆破产生的地震波具有振幅小,衰减慢等特点,传统的质点峰值振动速度公式不适用于水下爆破振动传播的预测,鉴于此,对其进行修正.修正后的预测公式考虑水深比的影响,将拟合系数从0.45提高到0.92,由此可见,修正的预测公式能够更好地反映水下爆破振动衰减规律.由于爆破振动的频谱特征也是决定其灾害程度的重要因素,因此通过傅里叶变换,对比分析了水下爆破与露天爆破的频谱特征.结果表明,水下爆破具有明显的滤频效应,具有主频小,频带窄,能量小等特点.研究结果可为水下爆破灾害的有效控制提供依据.【期刊名称】《工程爆破》【年(卷),期】2018(024)005【总页数】8页(P15-22)【关键词】水下爆破;质点峰值振动速度;频谱特性;预测公式;衰减规律【作者】邵蔚;王长柏【作者单位】河南省南阳市水利建筑勘测设计院 ,河南南阳 473068;安徽理工大学土木建筑学院 ,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】O625目前，水下爆破技术已广泛运用于围堰拆除、导流疏浚、海岸开挖及大坝修建等工程中。
水下爆破作业在给工程建设带来方便的同时，其产生的冲击波、地震动及爆破涌浪等次生灾害也会对周围环境产生不利影响[1]。
由于水下爆破的复杂性，若对其理论研究并建立起一个精确的数学模型，使水下爆破问题得到完全解析是十分困难的[2]。
相对露天爆破，水下爆破具有明显的单耗系数大，灾害类型多，施工困难等特点[3]。
因此根据现有的工程经验和实验数据，研究水下爆破的危害程度就显得至关重要[4]。
水下钻孔爆破部分能量从孔口洩放至水体，水中冲击波强度因水深条件相差较大[5]。
