【摘要】：在真實(shí)海洋戰(zhàn)爭中,已經(jīng)損傷的戰(zhàn)船還有可能受到水中兵器的二次打擊,因此研究近破口結(jié)構(gòu)水下爆炸的沖擊波傳播及氣泡運(yùn)動特性,對于船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和海戰(zhàn)打擊策略都具有重大意義。本文基于Autodyn ALE流固耦合算法,研究近無孔剛性壁水下爆炸及近破口剛性壁水下爆炸情況,并討論裝藥量、水深、藥包中心距結(jié)構(gòu)水平距離、藥包中心與破口豎向偏移距離以及破口大小對水下爆炸沖擊波壓力、氣泡邊界運(yùn)動速度、水錘壓力、氣泡中心位移以及氣泡脈動周期的影響。本文首先對本文的研究背景及意義進(jìn)行了說明,闡述水下爆炸氣泡運(yùn)動理論的發(fā)展過程,描述主流軍事水下爆炸試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)室尺度水下爆炸試驗(yàn)的方法,介紹目前能夠?qū)崿F(xiàn)非球形氣泡的運(yùn)動過程模擬的商用數(shù)值模擬軟件及算法。對不同網(wǎng)格密度、不同模型尺寸和不同邊界條件自由場水下爆炸工況進(jìn)行模擬,與沖擊波壓力和氣泡脈動最大膨脹半徑、氣泡脈動周期的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果對比,并參考已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證數(shù)值模擬可靠性。得到能保證計(jì)算精度且具有最高計(jì)算效率的網(wǎng)格密度,并擬合接觸水下爆炸沖擊波超壓公式。在前文的基礎(chǔ)上,建立近無孔結(jié)構(gòu)水下爆炸軸對稱模型計(jì)算模型、近破口剛性壁軸心軸對稱計(jì)算模型以及近破口剛性壁非軸心對稱水下爆炸計(jì)算模型,在剛性壁上設(shè)置壓力測點(diǎn),分析水平距離無量綱參數(shù)γ_(1)1))、豎向偏移無量綱參數(shù)γ_?及半徑無量綱參數(shù)θ對水下爆炸沖擊波、氣泡脈動及射流的影響,進(jìn)而研究后射流階段氣泡的動力學(xué)行為。本文旨在實(shí)現(xiàn)近結(jié)構(gòu)及近破口結(jié)構(gòu)水下爆炸在不同工況下的數(shù)值方法,并通過此方法分析近場水下爆炸沖擊波及氣泡與結(jié)構(gòu)的耦合影響,同時針對目前研究匱乏的接觸及近場水下爆炸氣泡的貼壁射流現(xiàn)象、破口射流與壁面射流相互作用現(xiàn)象進(jìn)行探討,最后總結(jié)本文研究工作與不足,給出下一步研究的建議。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U674.70

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本文編號：2693266