為了更準確地模擬小當量梯恩梯（TNT）水下爆炸的氣泡脈動過程,對氣泡脈動數(shù)值模擬結果的影響因素進行探究。應用Autodyn有限元軟件對13 g TNT水下爆炸進行數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),使用TNT的JWL狀態(tài)方程和水的多項式狀態(tài)方程及其參數(shù),且網(wǎng)格尺寸為5 mm、邊界條件為壓力流出時,數(shù)值模擬結果與經(jīng)驗公式計算得到的理論值間誤差較小。改變網(wǎng)格尺寸和邊界條件,發(fā)現(xiàn)在滿足工程精度前提下,網(wǎng)格尺寸為1 mm且邊界條件為壓力流出時數(shù)值模擬結果較準確,其中氣泡脈動周期以及氣泡膨脹最大半徑的數(shù)值模擬結果與經(jīng)驗公式間的誤差僅為3.61%和1%.對10 g TNT開展水下爆炸試驗,并基于以上條件對試驗進行數(shù)值模擬。發(fā)現(xiàn)各測點處試驗結果與數(shù)值模擬結果間的誤差較小,進一步驗證了氣泡脈動數(shù)值模擬的真實性和準確性。對10 g TNT炸藥在不同爆炸深度下的氣泡脈動進行數(shù)值模擬,得到了氣泡脈動周期T和氣泡膨脹最大半徑Amax與爆炸深度H之間的關系:T=23.2e^-H/92.93+39.76e^-H/12.74+2.08,A_max=0.12e^-H/32... 

【文章來源】：兵工學報. 2020,41(S1)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

計算模型

氣泡膨脹最大半徑和氣泡脈動周期是氣泡脈動的2個主要表征參數(shù)。圖2給出了水下爆炸氣泡脈動過程的二維數(shù)值模擬結果。從圖2中可以看到，氣泡在31.2 ms時膨脹到最大半徑，在60.8 ms時完成第1次氣泡脈動。在水下爆炸過程中，對于TNT炸藥有以下經(jīng)驗公式[14]:

圖3給出了距炸藥50 cm處測點的沖擊波壓力時程曲線。從圖3中可見，沖擊波峰值壓力為20.69 MPa，而通過經(jīng)驗公式計算得到的沖擊波峰值壓力為22.34 MPa，二者之間誤差為7.38%．同時從圖3中還可以看到，沖擊波衰減速度與經(jīng)驗公式吻合較好，證明了本文數(shù)值模擬結果的準確性。2 網(wǎng)格尺寸和邊界條件對氣泡脈動數(shù)值模擬的影響

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3213076