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水下爆炸特性的二维数值模拟研究梁龙河;曹菊珍;袁仙春【摘要】对带有3 mm左右厚铝壳或钢壳的柱形TNT、RS-211、T/Γ(35/65)以及ROT901装药在水下采用一端点起爆后,水中冲击波超压分布进行了二维数值模拟研究.对该四种炸药的每一种,分别考虑了药量为1 kg、3 kg、5 kg和8 kg四种TNT当量的柱形装药情况.柱形装药的长径比为L/D=1.5左右.计算使用的程序为二维欧拉多流体网格法流体力学计算程序MFIC.给出了水中冲击波超压的空间和时间分布;对铝壳和钢壳两种情况的结果进行了分析、比较;同时给出了缩比模型与1∶1模型之间相应物理量之间的缩比关系.【期刊名称】《高压物理学报》【年(卷),期】2004(018)003【总页数】6页(P203-208)【关键词】水下爆炸;超压;数值模拟【作者】梁龙河;曹菊珍;袁仙春【作者单位】北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088;北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088;北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088【正文语种】中文【中图分类】O3831 引言二战以后,西方各军事强国在水下爆炸领域进行了广泛的研究工作,取得了不少成果[1～3]。
近几年来,我国研究者在水下爆炸方面也开展了一定的工作,取得了一些重要成果[4～6]。
但水下爆炸研究毕竟是开展较晚的学科领域,还有许多需要解决的问题。
特别是在我国,既需要改进和完善实验研究的方法和手段,更需要开发、改进和完善大型模拟计算程序,提高数值模拟研究能力,因此需要开展与此相关的工作。
本文中根据当量可比性假定(即同结构等当量的不同炸药爆炸后在相同位置处产生的力学量相同),对长径比为L/D=1.5左右、不同TNT当量,且带有金属壳体的柱形装药一端点起爆在水下爆炸的情况进行数值研究。
模型结构如图1所示。
使用的炸药有TNT、RS-211、T/Γ(35/65)和ROT901四种类型,药量分别为1 kg、3 kg、5 kg和8 kg四种TNT当量。
近水面水下爆炸的数值研究
符松;李润珊
【期刊名称】《力学学报》
【年(卷),期】1995(027)003
【摘要】近水面水下爆炸后形成的冲击波很快与空气－水的自由界面相互作用，产生折射激波和反射稀疏波，这些波在形成初期是规则的，但很快变为不规则波，伴随击波与自由面的相互作用，水面要上升直至被炸开，这些复杂的物理现象对数值计算提出了很高的要求，本文采用近期发展起来的位标函数方法以及高精度的ＮＮＤ格式来数值模拟冲击波、自由界面的运动及其相互作用，获得了成功，近水面水下爆炸时的一系列复杂的物理现象均得到了合理的再现
【总页数】10页(P267-276)
【作者】符松;李润珊
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TV131.31
【相关文献】
1.近水面水下爆炸作用下舰船损伤数值模拟 [J], 谌利国;朱锡;张振华
2.近水面水下爆炸初期水雾形成过程的数值研究 [J], 丁珏;刘家骢
3.近水面水下爆炸二维Level-set数值模拟 [J], 师华强;汪玉;宗智;贾敬蓓
4.近水面水下爆炸作用下舰艇结构损伤数值仿真 [J], 冯刚;朱锡;张振华
5.近水面水下爆炸对结构冲击的数值模拟 [J], 刘科种;徐更光;辛春亮;杨振磊;秦健
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深水爆炸载荷数值仿真研究詹发民;姜涛;任佳宁;马贵义【摘要】为了更好地研究水下爆炸载荷的特点,应用AUTODYN有限元程序,通过数值仿真得出深水水下爆炸冲击波载荷、气泡脉动载荷以及冲量,并与经验公式计算结果比较,同时分析了近场水下爆炸条件下圆形壳体结构的损伤.数值模拟得到的二次脉动压力、气泡大小、脉动周期等均与经验值接近,水下冲击波和气泡脉动的冲量大小相当,表明应用AUTODYN是研究水下爆炸现象的有效手段之一.【期刊名称】《工程爆破》【年(卷),期】2013(019)006【总页数】4页(P9-12)【关键词】水下爆炸;数值仿真;AUTODYN【作者】詹发民;姜涛;任佳宁;马贵义【作者单位】海军潜艇学院,山东青岛266022;海军潜艇学院,山东青岛266022;海军潜艇学院,山东青岛266022;海军潜艇学院,山东青岛266022【正文语种】中文【中图分类】O344.71 引言水下爆炸载荷的主要形式为冲击波、气泡脉动以及表面空穴闭合二次加载〔1－5〕。
随着有限元数值计算的发展，数值计算方法已经成为水下爆炸载荷分析的重要手段之一。
AUTODYN早期的一阶Euler方法是基于 Hancock（1976）发展的，1995年AUTODYN引入了高阶Euler求解技术：多物质Euler－Godunov和单物质 Euler－FCT求解器，极大地丰富了AUTODYN的流体求解功能。
普通的一阶Euler方法主要用于解决流固耦合、气固耦合问题，而高阶多物质Euler－Godunov求解器主要用于模拟爆轰波的形成、传播以及对结构的冲击响应等，还可以模拟气泡的膨胀、压缩和射流的形成以及空泡水锤效应、浅水效应〔6〕。
本文应用AUTODYN有限元数值计算程序计算装药水下爆炸冲击波和气泡脉动压力，分析深水爆炸载荷特点以及近场条件下目标靶板的破坏情况。
2 水下爆炸载荷经验公式2.1 冲击波载荷峰值水中装药爆炸在任意一点的冲击波压力峰值为〔7－9〕：式中：Pm 为冲击波峰值压力，105Pa；K1、A1为系数，对于TNT，K1＝533.3，A1＝1.13；W 为装药量，kg；R为测试点距装药中心的距离，m。
近壁面水下爆炸气泡运动的数值计算研究李健;林贤坤;荣吉利;项大林【摘要】One-dimensional FE model for explosive detonation and propagation of shock wave was established and the simulation was done based on MSC.DYTRAN software.The computational results of the peak pressures of shock wave were compared with the test ones.The agreement between them verified the correctness of the FE model.The initial conditions of a three-dimensional bubble were determined by mapping the computational results of the one-dimensional model into a 3D fluid field.Subroutines to define the initial conditions and boundary conditions of the fluid field were developed.The dynamic behavior of a bubble near a rigid wall was simulated and analyzed.The interactions between the bubble and the rigid wall were studied systematically.It was shown that the dynamic behavior of the bubble is closely related to distance parameters and the angle of the rigid wall surface.The study provided a reference for the related studies and engineering calculation.%基于 MSC．DYTRAN 非线性有限元软件建立炸药爆轰与冲击波传播的一维有限元模型，通过与冲击波压力峰值经验公式对比，验证模型的正确性。
沉底水下爆炸作用下舰船结构动响应数值模拟摘要：该文利用ABAQUS软件，对某实船模型在沉底水下爆炸载荷作用下的动响应进行了数值模拟。
结果显示将沉底水下爆炸载荷等效成无限流场载荷的1.7倍是可行的，而纵向应变峰值跟结构的材料属性和结构方式有很大关系，材料厚度越大，加筋结构相对密集，则纵向应变峰值越小。
关键词：水下爆炸仿真计算ABAQUS水下爆炸问题涉及多个领域，整个过程十分复杂，使得大部分实际问题很难得到解析解。
而随着计算机硬件和计算方法的不断发展进步，水下爆炸数值研究得到了各国军方和学术界的高度重视，可对关键问题进行重复细致的研究，已成为研究水下爆炸现象及机理的一项重要手段。
程素秋[1]等通过试验和数值仿真方法对沉底爆炸载荷作用下圆柱结构响应进行了研究，将仿真结果与试验结果进行了比对，吻合度比较好。
杜志鹏[2]等为预测沉底装药爆炸产生气泡的最大半径和脉动周期，在理论研究的基础上，通过AUTODYN软件数值模拟了水下刚性壁上装药爆炸产生气泡的运动规律，并将数值结果与理论结果进行了比对，吻合度较好。
B.V.Zamyshlyayev[3]对沉底水下爆炸规律进行了研究，提出应将沉底爆炸简化为无限水域水下爆炸，将沉底载荷等效为无限水域载荷的107倍。
姚熊亮[4]等利用SPH方法对沉底水雷爆炸威力进行了数值仿真，对峰值压力反射系数和爆炸流场参量进行了细致的研究，认为海底反射系数水平线夹角有关，最大可达1.5.郑思顼[5]利用ABAQUS软件对水下爆炸载荷作用下结构的响应进行了研究，验证了ABAQUS软件模拟结构受水下爆炸载荷作用弹塑性响应的有效性和准确性。
该文利用ABAQUS软件，数值模拟了某型船在沉底水下爆炸载荷作用下的动响应，对沉底水下爆炸规律进行了探索。
1 计算模型简介该文以某型舰船实船为研究对象，对其进行了整船建模。
船长59m，型宽8.5m。
结构网格大小0.25m，水域内部网格0.15m，均匀向外辐射，总网格数2577245个。
水下爆炸气泡载荷对舰船的总体毁伤研究
张弩;宗智
【期刊名称】《中国造船》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】在水下非接触爆炸中，气泡载荷因其脉动频率经常接近于舰船的垂向固有频率而造成舰船总体毁伤。
阐述水下爆炸气泡与弹塑性船体梁之间的流固耦合理论，建立了一个考虑气泡迁移，自由面效应和气泡阻力的气泡模型和船体梁的弹塑性模型。
以实船为算例，计算了气泡载荷作用下船体梁的弹塑性变形，分析船体梁发生弹塑性损伤的机理和特征。
【总页数】12页(P28-39)
【作者】张弩;宗智
【作者单位】大连理工大学船舶工程学院工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024;大连理工大学船舶工程学院工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024
【正文语种】中文
【中图分类】U661.43
【相关文献】
1.水下爆炸载荷作用下舰船总体毁伤模式研究 [J], 曾令玉;杨博;苏罗青;许文辉;张阿漫
2.水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究综述 [J], 金键;朱锡;侯海量;陈鹏宇;吴林杰
3.水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究综述 [J], 金键;朱锡;侯海量;陈鹏宇;吴林杰;
4.水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究综述 [J], 金键;朱锡;侯海量;陈鹏宇;吴林杰;
5.水下爆炸冲击波和气泡脉动载荷联合作用下\r舰船冲击响应研究 [J], 贾则;陈高杰;高浩鹏;权琳;金辉
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舰船目标在水下爆炸作用下毁伤效应研究I. 引言A. 背景介绍B. 研究目的C. 研究意义II. 爆炸物理学基础A. 爆炸原理B. 水下爆炸影响因素C. 爆炸模拟算法III. 舰船目标水下爆炸作用下的毁伤机理A. 水下爆炸的作用方式B. 舰船目标毁伤机理C. 压力波、气泡以及水动力效应对目标的毁伤IV. 毁伤效应的数值模拟与分析A. 模拟方法与算法B. 模拟结果与分析C. 参数敏感性分析V. 结论与展望A. 结论总结B. 研究展望以上是舰船目标在水下爆炸作用下毁伤效应研究的论文提纲，其中包括引言、爆炸物理学基础、舰船目标水下爆炸作用下的毁伤机理、毁伤效应的数值模拟与分析和结论与展望五个章节，目的是从不同的角度对水下爆炸下舰船目标的毁伤效应进行研究，为军事安全和防御的发展提供重要支持。
第一章节是本论文的引言部分，主要涵盖了背景介绍，研究目的和研究意义三个方面。
下面我将分别阐述这三个方面。
在背景介绍中，我们需要指出本研究的背景，即在当前国际形势下，军事安全成为各国关注的焦点。
水下爆炸作为对军事目标造成重大威胁的一种方式，对于保卫国家安全具有重要意义。
过去的研究表明，水下爆炸对舰船目标造成毁伤效应的特点不同于陆地爆炸，且目前相关研究仍然不完善，需要我们进一步深入探究。
接下来是研究目的，我们需要明确本研究所要探究的问题是什么，即通过对舰船目标在水下爆炸作用下毁伤效应研究，掌握毁伤机理和影响机制，为未来水下防御和军事安全提供理论支持和实用技术。
最后是研究意义，我们需要凸显本研究的意义，即对于提高我国军事安全防御能力、强化我国军事实力以及保护国家国民的生命财产安全有着重要的现实意义。
同时，本研究还将为水下防御技术的研究和发展提供新思路和理论基础，并为高校科研人员及工程技术人员提供参考和借鉴。
在整个第一章中，我们需要通过信息介绍的方式，增加读者对该研究领域的理解和关注程度，说明问题的重要性，使读者在阅读论文的过程中能够深入理解我们的研究目标，认识到本研究的现实意义，并对后续论文的内容做出基本了解。
