海軍艦艇在戰(zhàn)場上遭遇的威脅可以分為接觸爆炸和非接觸爆炸,非接觸爆炸又包括空中爆炸和水下爆炸。其中水下爆炸對艦船的損傷破壞最為嚴(yán)重。由爆炸的物理介質(zhì)特性可知,由于水的密度較空氣大、壓縮性小,在相同藥量的情況下,水下爆炸要比空中爆炸對艦船造成的損傷更為嚴(yán)重。水下爆炸載荷包括沖擊波和氣泡載荷兩個方面,由于它們對結(jié)構(gòu)物破壞機理以及作用時間尺度的差別,往往進行單獨的研究。由于水下爆炸過程較為復(fù)雜,而且結(jié)構(gòu)響應(yīng)會受到各種因素的影響,比如沖擊波、氣泡載荷、非線性結(jié)構(gòu)動力學(xué)和流固耦合問題等。而水下爆炸對海軍艦艇以及海上結(jié)構(gòu)物的損傷研究,在世界各國均涉及到軍事機密,相關(guān)的數(shù)據(jù)資料較難獲得。本文主要研究非球形水下爆炸氣泡及其與周圍復(fù)雜邊界多邊界的相互作用。首先整理并收集了國內(nèi)外在水下爆炸氣泡方面的研究進展和文獻資料;其次根據(jù)爆炸氣泡的物理特性,將流場假定為不可壓縮無粘無旋,并通過邊界積分法基于勢流理論建立三維非球形爆炸氣泡的數(shù)值模型,并針對邊界積分法的奇異性問題給出了解析和數(shù)值的處理過程,通過彈性網(wǎng)格以及網(wǎng)格質(zhì)量改善方法提高了大變形扭曲畸變網(wǎng)格的質(zhì)量,同時基于渦環(huán)模型實現(xiàn)了氣泡從單連通域到雙聯(lián)通域的轉(zhuǎn)變。... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：188 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

水面艦船遭遇水下爆炸的示意圖

兩種不同性質(zhì)的載荷，分別是沖擊波載荷和氣泡速度迅速下降至音速，同時沖擊波壓力按照指數(shù)的中將形成獨特的氣泡脈動現(xiàn)象，通常將氣泡第一次圖１．１給出了水面艦船在水下爆炸過程中所受載荷別高，持續(xù)時間短，一般衰減持續(xù)時間不超過數(shù)毫加速度，Ｗ及局部板結(jié)構(gòu)的巧曲變形，嚴(yán)重時會對特點是：脈動壓力較高，約為沖擊波壓力的１〇％￣，其沖量可與沖擊波的沖量相當(dāng)。而且氣泡脈動時率容易和艦船低階固有頻率相近，會對艦船結(jié)構(gòu)主件與設(shè)備的碰撞，Ｗ及整個艦船的變形甚至斷裂，水下爆炸過程中的載荷成分Ｗ及氣泡的脈動特性。及引起結(jié)構(gòu)毀傷機理的差別，在研究水下爆炸對分開研究。本文主要研究水下爆炸氣泡的作用，忽

．．?１．３?Ｓｋｅ化ｈ?ｏｆ?ａ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｈｉｐ?ｄａｍａｇｅ?ａｎｄ?ｄｅｓ化ｕｃｔｉｏｎ?ｉｎｄｕｃｅｄ?ｂｙ?ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ?ｅｘｐｌｏｓｉｏ當(dāng)水下武器在艦船附近爆炸時，對結(jié)構(gòu)的破壞程度與藥量Ｗ及武器到結(jié)構(gòu)的距的角度有關(guān)。如圖１．３所示，按照炸藥與船體的相對位置的不同，可Ｗ分為船狼側(cè)爆炸。送是因為對于船底爆炸，氣泡在浮力作用下向上的遷移作用可能會

【參考文獻】：
期刊論文
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[5]近壁面水下爆炸氣泡運動的數(shù)值計算研究[J]. 李健,林賢坤,榮吉利,項大林.  振動與沖擊. 2014(15)
[6]Modified Numerical Model for Simulating Fluid-Filled Structure Response to Underwater Explosion with Cavitation[J]. 肖巍,張阿漫,汪玉.  Journal of Shanghai Jiaotong University（Science）. 2014(03)
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博士論文
[1]水下爆炸與波浪載荷作用下船體結(jié)構(gòu)動力計算研究[D]. 張文鵬.大連理工大學(xué) 2013
[2]水下爆炸氣泡的邊界積分法及氣—液—固相互作用問題的研究[D]. 李章銳.大連理工大學(xué) 2013
[3]艦船非接觸水下爆炸動力學(xué)的理論與應(yīng)用[D]. 劉建湖.中國船舶科學(xué)研究中心 2002

碩士論文
[1]舷側(cè)及不同特征邊界條件下水下氣泡動態(tài)特性試驗研究[D]. 吳超.哈爾濱工程大學(xué) 2012



本文編號：3422586