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水爆破原理嘿，咱来说说水爆破原理哈。
水爆破呢，简单来说就是利用水的特殊性质来搞出大动静。
你想啊，水这东西看着柔柔弱弱的，平时就安安静静地在那，可要是用对了方法，它能爆发出巨大的能量呢。
从最基本的开始讲哈，水爆破得有个能量源。
这个能量源就像是一个导火索，能让水“发疯”。
比如说可以用炸药，炸药这玩意儿爆炸的时候会产生巨大的冲击力。
当炸药在水里爆炸的时候，那可不得了啦。
炸药爆炸产生的能量会迅速传递给水，水就被这股突然而来的力量给冲击得四散开来。
然后呢，水本身是很难被压缩的。
这就像是一个倔强的家伙，你想把它挤扁，它可不干。
当炸药爆炸的能量传递过来的时候，水因为不能被压缩，就只能把这股能量转化成另外一种形式，那就是冲击波。
这冲击波就像水里的一阵超级大风，所到之处，啥都得被它影响。
再说说容器的事儿。
如果水是在一个封闭或者半封闭的容器里，那爆炸的效果就更明显啦。
就好像把一群调皮的小孩关在一个小房间里，他们闹起来的时候，那动静可大了。
水在容器里被炸药的能量冲击，产生的冲击波在容器里不断反射、叠加，威力就越来越大。
还有啊，水爆破的威力还和水的量有关呢。
就像你打人，你用的力气一样大，但是打在一个大块头身上和打在一个小瘦子身上，效果肯定不一样。
水多的时候，它能吸收和传递的能量就多，爆破的威力也就更大。
而且啊，在一些特殊的环境里，水爆破的效果也不一样。
比如说在水下，水的压力本来就大，这时候搞水爆破，那压力加上爆炸的能量，产生的破坏力就更吓人了。
在一些矿场或者建筑拆除的地方，就会用到水爆破。
把炸药放在特定的位置，然后用水的力量把那些坚硬的石头或者建筑结构给破坏掉。
总的来说，水爆破就是利用炸药等能量源让水“发狂”，通过水的不可压缩性、在容器里的特殊反应、水的量以及特殊环境等因素，产生强大的冲击波和破坏力。
这就是水爆破的原理啦，是不是挺有意思的？。
水下爆炸冲击波经验公式
水下爆炸冲击波的经验公式为：
P = k * (Q / r^3)^(1/3)
其中，P表示冲击波压力，k为经验系数，Q为爆炸释放的能量，r 为距离。
这个经验公式表示了冲击波压力与爆炸释放能量的立方根成反比，与距离的立方成正比的关系。
这意味着，在相同的爆炸释放能量下，
距离越远冲击波压力越小，而释放能量越大冲击波的压力也越大。
水下爆炸冲击波的性质与水的密度、透明度等也有关系。
由于水
对冲击波的传播具有一定的吸收和衰减作用，如果水质比较清澈，则
冲击波传播的距离可能更远，因为水的吸收和散射较小。
但在密度较
大的水中，冲击波传播的距离可能会更近，因为密度大会减缓冲击波
的传播速度，但同时也会增加冲击波在水中的传播距离。
水下爆炸冲击波对周围环境和生物造成的影响也很大，需要注意
防范和控制爆炸冲击波带来的潜在危险。
基于高性能计算的水下爆炸数值仿真水下爆炸数值仿真是利用计算机模拟爆炸波在水中的传播及其对周围环境的影响的一种方法。
实际的水下爆炸试验成本高、风险大、难度大，而基于高性能计算的数值仿真则可以在计算机上进行，大大降低了成本和风险。
一般来说，水下爆炸数值仿真分为三个步骤：建立数值模型、进行计算仿真、分析结果。
首先，需要确定爆炸物的性质、位置、时间以及水的参数，如密度、粘度、速度等。
然后，采用数值模拟软件建立数值模型，如计算流体力学（CFD）模拟、离散元方法（DEM）模拟等。
最后进行计算仿真并对结果进行分析。
基于高性能计算的水下爆炸数值仿真的核心是计算和储存。
高性能计算系统具有高速的计算和存储能力，能够迅速处理大规模数据和复杂的数值模型。
在进行仿真时，需要密切配合计算资源和计算算法，提高并行计算效率和精度。
在实际应用中，水下爆炸数值仿真可以应用于舰船、海洋开发等领域。
如在舰船工程中，水下爆炸容易损坏船体，导致损失巨大。
通过进行数值仿真，可以提前预测水下爆炸对船体的影响，指导设计和改善船体的抗击性能。
在海洋开发中，水下爆炸也可能对海洋设施和生物造成影响。
通过进行数值仿真，可以提前预测影响范围和程度，为改善和保护海洋环境提供依据。
总的来说，基于高性能计算的水下爆炸数值仿真是一种可行性高、成本低、效率快的方法。
它能够模拟真实情况，为科研、工程和生产提供支撑和保障。
在水下爆炸数值仿真中，涉及到各种爆炸物质的参数以及水的参数。
这些参数的准确性将直接影响仿真的准确性。
因此，我们需要对这些参数进行分析和评估，以确保结果的可靠性。
首先，要分析的参数是爆炸物质的参数，如爆炸频率、能量、荷载类型等。
这些参数可以通过实验测量或预估得到。
例如，对于某种爆炸物质，可以通过实验测量其爆炸频率和能量，然后将这些参数引入数值模拟中，进行仿真计算。
在计算中，需要确定合适的物理模型和计算方法，以确保仿真的可靠性。
其次，水的参数也是水下爆炸数值仿真中重要的参数。
水下爆炸作用下船底液舱动态响应的仿真分析水下爆炸是现今世界军事领域的重要关注点，它可以带来极大的军事利益，同时也可能造成严重的后果。
船舶作为最大的载体之一，其在水下爆炸作用下的动态响应性能是极为重要的。
因此，本文通过数值仿真的方式，模拟了船底液舱在水下爆炸作用下的动态响应情况，对其进行分析。
首先，本文对水下爆炸作用下的流场进行了分析。
在水下爆炸过程中，爆炸波会将水体推向船舶，形成了水动力载荷。
由于船底液舱位于船体底部，因此受到了爆炸波的最大冲击力。
在数值仿真中，本文采用了FLUENT软件，对水下爆炸作用下的流场进行了模拟，结果如下图所示。
图1 水下爆炸作用下的流场分析结果可以看出，水下爆炸作用下形成了强烈的流场，其峰值速度可达到100m/s以上，对船底液舱造成了巨大的冲击力。
因此，需要对船底液舱的动态响应进行进一步分析。
接下来，本文利用ANSYS软件进行了船底液舱的有限元分析。
由于液舱的形状复杂，因此本文采用了四面体网格划分的方法，将船底液舱离散化，并通过各个节点之间的相互作用，模拟出其在水下爆炸作用下的动态响应情况。
图2 船底液舱有限元模型通过有限元分析，本文得到了船底液舱在水下爆炸作用下的位移变化曲线，如下图所示。
图3 船底液舱的位移变化曲线可以看出，在爆炸波作用下，船底液舱出现了明显的弯曲和振动，其最大振幅达到2.5cm左右。
而液舱的应力变化也非常明显，其最大值可以达到350MPa以上。
因此，液舱在水下爆炸作用下的动态响应性能非常差，如果不采取相应的措施，可能造成船舶沉没或损毁。
最后，本文针对液舱的动态响应问题，提出了相应的优化方案。
其中，采用了增加液舱厚度的方式，从而提高其抗弯和抗压能力。
通过数值仿真的方法，验证了该方案的可行性，并得到了液舱在优化后的动态响应结果，如下图所示。
图4 液舱优化后的动态响应结果可以看出，液舱在经过优化后，其动态响应性能得到了明显的提升，振幅减小到了1.2cm左右，应力最大值也降低到了200MPa以下。
第25卷第5期水下无人系统学报 Vol. 25No. 5 2017年12月 JOURNAL OF UNMANNED UNDERSEA SYSTEMS Dec. 2017收稿日期: 2017-09-30; 修回日期: 2017-11-10.基金项目: 国家自然科学基金项目(51479204、51409253、51679246).作者简介: 金 键(1990-), 男, 在读博士, 主要研究方向为舰船抗爆抗冲击.[引用格式] 金键, 朱锡, 侯海量, 等. 水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究综述[J]. 水下无人系统学报, 2017, 25(5): 396-409.【编者按】现代舰船的生命力和战斗力受到鱼、水雷等水中兵器的严重威胁, 开展水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究具有十分重要的现实意义。
水下爆炸载荷下舰船的响应与毁伤过程是复杂的非线性动态过程, 属大变形、强非线性问题, 涉及流体力学、气泡动力学、爆炸力学、塑性力学、塑性动力学、结构力学、断裂力学、结构振动学、水弹性力学及计算机应用等众多学科及相互之间的交叉。
目前对水下爆炸的基本过程、物理现象和载荷特性的研究较为成熟, 对复杂边界条件下的水下爆炸过程和载荷特性的研究也有了长足的进展, 而水下爆炸载荷下舰船动响应过程、毁伤机理问题还有待进一步研究。
在受到水中兵器的攻击情况下, 如何根据舰船动响应过程与毁伤机理合理选取材料、设置优化结构是舰船防护中亟待解决的问题。
在国内, 朱锡教授带领的舰船抗爆抗冲击技术研究团队在舰船防护装甲材料、舰船防护结构设计方法、舰船结构防护/承载/隐身多功能一体化等方向有深入研究, 取得了一批原创性成果。
目前团队承担着武器装备预研项目、国防973项目、国家自然科学基金重点项目等多项国家级项目的研究与研制任务。
本刊特邀其团队成员金键博士系统梳理了水下爆炸下舰船响应与毁伤问题, 以综述形式呈现, 旨在让读者对水下爆炸的过程、分类和载荷特征、舰船动响应过程和毁伤机理以及研究方法和研究趋势有清晰的了解与认识。
3.8 聚能效应3.8.1 聚能效应的基本现象20世纪50年代以来，各国学者都在探求爆炸产物的有效利用问题。
与前面介绍的爆炸作用不同，聚能效应是通过利用特殊形状的装药来达到提高其局部爆炸破坏作用的目的。
随着测试手段的科学化和现代化，瞬时高压作功的物理过程能够得以揭示，炸药爆炸的聚能效应也就逐渐得到了广泛的应用。
目前，聚能装药在战时被广泛应用于各种穿甲、破甲雷弹及战时破坏作业（如大型桥梁、建筑物的破坏）；在平时用于快速切割金属（如打捞沉船等）、在硬土或冻土中快速穿孔、破碎孤石（悬石和危石）、在抢险救灾中快速清除障碍物（陆上或水中障碍物，如楼房、桥梁、树木等）、利用线性聚能装药拆除大型钢结构建筑物、桥梁以及切割贵重石材等。
根据爆轰产物沿其外法线方向散射这一基本规律，在装药底部或一侧予留空穴（如锥形、半球形、线形、抛物形、双曲线形等），或再加药型罩并取适当炸高（从聚能药包的底面（即药型罩底面）到穿孔目的物间的距离），爆炸时，由于空穴的存在，从而产生冲击、高压、碰撞、高密度、高速运动的气体流或金属流（带金属罩时），就可使爆炸能量沿轴线方向向外射出较高能量密度的聚能流，并集中到一定方向上发挥作用。
这种利用装药一端（侧）的空穴使爆轰产物聚集、增加能量密度、以提高局部破坏作用的现象称为聚能现象，其效应称为聚能效应或空心效应，又称诺尔曼效应。
能形成聚能流的装药称为聚能装药，其装置为聚能装置。
聚能效应是外部装药爆炸直接作用的一种特殊情况（非接触爆破），其作用在于使爆炸能在一定的方向集中起来，从而使爆炸的局部破坏效应增强。
其主要特点是：装药底部（或一侧）有空穴；装药底面（或一侧）与目标间有一最有利距离；破甲能力很强。
有空穴是其基本特点，也是形成聚能效应的基本条件。
聚能装药爆炸后，具有高温、高压的爆轰产物沿装药表面法线方向迅速散射时，在空穴影响下，必然在空穴前方汇集于一点（线性装药汇集成一线），此点（线）处的爆轰产物密度可增大数倍，速度可达每秒万米以上，温度可达数千摄氏度，压力可达几十兆帕。
水中爆破作用原理水中爆破作用原理2011-06-28 14：27水中爆破作用原理01无限水域中的爆破作用explosion in boundless water炸药在足够深的水域中爆炸时，水面和水底对爆炸压力场参数的影响可以忽略，此时的爆破作用可近似地称为无限水域中的爆破作用。
02有限水域中的爆破作用explosion in finite water有限水域中的爆破是指爆破具有自由面的水质。
此时的爆破作用称为有限水域中的爆破作用。
03水中冲击波shock in water炸药在水下爆炸时，在水中传播的压力波称为水中冲击波。
04气泡帷幕air bubble curtain水下爆破时，可以采用缓冲材料例如泡沫塑料、发泡混凝土等制成的防护屏障或在水中发射气泡的方法，来抑制或削弱冲击波的传播，后者称为气泡帷幕法。
05水孔爆破water hole blasting通常，炸药遇水后爆炸性能会恶化，特别是铵油炸药之类的粉状炸药。
在水孔中使用时，炸药必须采用防水措施或采用抗水炸药。
电雷管有一定的耐水性。
用火雷管起爆时，在导火索与火雷管连接的部位，必须采取防水措施。
当水孔中水压比较高时，最好采用耐水压的炸药和雷管。
06水下爆破用炸药explosives for underwater blasting在浅水中使用的炸药应具有一定的抗水性能，在深水中则需要有相当高的耐水压性。
07防水药包water-proof charge将铵油炸药、硝铵炸药等非抗水炸药装进塑料薄膜密封袋中，以及其它进行防水处理制作的药包。
08气泡能bubble energy爆生气体膨胀的能量，可由水中试验测得。
09穿过覆盖层的爆破OD-Blasting钻孔和装药均穿过覆盖层，一般用于水下爆破，瑞典称为OD法。
10水中冲击波传播特点propagating characteristics of shock in water 1)在药包附近的冲击波传播速度比水中的声速约为1520m/s)要大数倍，随着冲击波的继续向前传播，波速压力迅速减小；2)球面冲击波的压力幅度随距离的减小，比在声学里的声波要快。
船舶与港口水下工程中的流体力学问题研究船舶与港口水下工程涉及许多流体力学问题，例如水动力、波浪与涌浪、液体运动、水尾及突出部位对水流的影响等。
了解并解决这些问题对于船舶与港口水下工程的设计与建设至关重要。
本文将探讨船舶与港口水下工程中的一些流体力学问题，并提供相应的解决方法与实例。
1. 水动力问题在船舶与港口水下工程中，水动力是一个关键问题。
水动力主要涉及水流对船舶或水下结构的作用力与运动方程。
船体和深水港口中的结构，如码头和航道，都受到水流的冲击力。
为了确保船只和水下结构的稳定性，需要对水动力进行精确计算和分析。
解决水动力问题的方法之一是通过数值模拟与计算流体力学（CFD）技术。
通过建立船舶或结构的几何模型，并考虑水流及其与船舶或结构之间的相互作用，可以模拟出水动力学行为，如阻力、推力、操纵性等。
这种方法可以帮助工程师更好地设计和改善船舶与港口水下工程的性能。
2. 波浪与涌浪问题波浪与涌浪是船舶与港口水下工程中普遍存在的问题。
波浪是由外部力量引起的，如风力或地震等，而涌浪则是由于水流与结构之间的相互作用而产生的波浪。
这些波浪和涌浪会对船舶和港口水下结构的安全性和稳定性产生重要影响。
为了研究波浪与涌浪问题，可以使用实验方法和数值模拟方法。
通过在实验室中建立波浪水槽或风洞，可以模拟不同条件下的波浪和涌浪。
另一种方法是使用数值模拟技术，如CFD、混合欧拉-拉格朗日方法等，来分析波浪和涌浪的运动特性和其对船舶与港口结构的影响。
3. 液体运动问题船舶和港口水下工程涉及各种各样的液体运动问题，如流动、湍流、分离、波浪破碎等。
了解液体运动的行为对于设计和改进船舶与港口水下工程非常重要。
研究液体运动问题的方法包括理论分析、实验和数值模拟。
利用力学原理和流体动力学理论，可以推导出液体运动的数学模型，并通过实验验证和数值求解来验证模型的准确性。
这些方法为船舶和港口水下工程提供了可靠的参考和设计指导。
4. 水尾与突出部位问题水尾是船舶行驶时在船尾部分产生的后向流动现象。
