氣泡載荷在近場水下爆炸中是對水中結(jié)構(gòu)造成毀傷的主要成因。受不同邊界條件的影響,氣泡的脈動形式會隨之改變從而呈現(xiàn)出與邊界復雜的相互作用現(xiàn)象。為了深入探究復雜邊界附近氣泡的脈動特征,本文設(shè)置液體中不同邊界條件,采用電火花生成氣泡的實驗方式配合高速攝像技術(shù),觀察了氣泡在不同邊界周圍膨脹、坍塌、射流、凸起及撕裂的典型現(xiàn)象。本文主要選擇控制對氣泡影響顯著的變量條件來分析氣泡與不同結(jié)構(gòu)的耦合機理,可為實際尺度量級較大的水下爆炸對結(jié)構(gòu)的毀傷作參考。本文首先深入探究剛性邊界氣泡的脈動現(xiàn)象,考慮折角結(jié)構(gòu)作為非平坦表面的基本類型的結(jié)構(gòu)邊界被經(jīng)常應(yīng)用于船舶制造工程中,通過將常溫常壓下水中的折板作為研究對象,對不同角度折板角平分線附近以及偏移角平分線處生成的氣泡脈動與射流特性進行研究。結(jié)果表明氣泡的運動容易受到氣泡到達最大半徑時中心到近壁面和遠壁面的無量綱參數(shù)的影響。通過將折板折角,氣泡到達最大半徑時初始中心到折板折角的無量綱距離以及氣泡中心與角的平分線之間的偏心角進行參數(shù)化,研究氣泡的膨脹和坍塌、射流行為、后續(xù)環(huán)形氣泡的坍塌和回彈、氣泡遷移行為,為水域中氣泡與船舶與海洋相關(guān)的浮式結(jié)構(gòu)相互作用提供參考。隨后研... 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究方法及進展
        1.2.1 氣泡實驗發(fā)生方式及研究進度
        1.2.2 氣泡與單一邊界耦合研究進度
        1.2.3 氣泡與復雜邊界耦合研究進度
    1.3 國內(nèi)外研究工作總結(jié)
    1.4 本論文主要工作
第2章 氣泡在折角內(nèi)及附近的運動特性研究
    2.1 引言
    2.2 實驗原理
    2.3 實驗結(jié)果及分析
        2.3.1 在鈍角附近的氣泡(β=0)
        2.3.2 在銳角附近的氣泡(β=0)
        2.3.3 折角角平分線處處生成氣泡周期與位移規(guī)律
        2.3.4 折角附近的氣泡(β≠0)
        2.3.5 偏移角平分線生成氣泡周期與到近壁面位移規(guī)律
    2.4 本章總結(jié)
第3章 氣泡在折角外及附近的運動特性研究
    3.1 引言
    3.2 實驗原理
    3.3 實驗結(jié)果及分析
        3.3.1 在優(yōu)角附近的氣泡(α<3π/2,β=0)
3π/2,β=0)">        3.3.2 在優(yōu)角附近的氣泡(α>3π/2,β=0)
        3.3.3 優(yōu)角角平分線處處生成氣泡周期與位移規(guī)律
        3.3.4 優(yōu)角附近的氣泡(β<(α-π)/2)
(α-π)/2)">        3.3.5 優(yōu)角附近的氣泡(β>(α-π)/2)
        3.3.6 偏移優(yōu)角角平分線生成氣泡運動周期規(guī)律
    3.4 本章總結(jié)
第4章 高粘度液體中氣泡與自由液面相互作用實驗研究
    4.1 引言
    4.2 實驗原理
    4.3 實驗結(jié)果及分析
        4.3.1 典型水冢和氣泡脈動現(xiàn)象
        4.3.2 氣泡與自由面作用形成點水型水冢
        4.3.3 氣泡與自由面作用形成開口型水冢
        4.3.4 氣泡與自由面作用形成閉合型水冢
        4.3.5 氣泡與自由面作用形成劍型水冢
        4.3.6 氣泡與自由面作用形成法杖型水冢
        4.3.7 氣泡與自由面作用形成棋型水冢
        4.3.8 氣泡與自由面作用形成小棋型水冢
        4.3.9 氣泡與自由面作用形成坦丘型水冢
        4.3.10 距離參數(shù)γf對液面以下氣泡的影響
        4.3.11 距離參數(shù)γf對液面以上水冢高度的影響
    4.4 本章總結(jié)
第5章 氣泡在壁面和自由表面的共同作用下的動態(tài)特性研究
    5.1 引言
    5.2 實驗原理
    5.3 實驗結(jié)果及分析
        5.3.1 生成位置距自由液面及壁面距離相等的氣泡的運動
        5.3.2 距自由液面距離相同改變距壁面距離氣泡的運動
        5.3.3 距壁面距離相同改變距自由液面氣泡的運動
        5.3.4 氣泡在壁面和自由表面的共同作用下的運動規(guī)律
    5.4 本章總結(jié)
第6章 減壓條件下深水圓柱周圍氣泡運動特性研究
    6.1 引言
    6.2 實驗原理
    6.3 實驗結(jié)果及分析
        6.3.1 通過圓柱中心鉛垂線方向的氣泡
        6.3.2 偏離圓柱中心鉛垂線方向的氣泡
        6.3.3 浮力對氣泡動態(tài)特性影響規(guī)律研究
        6.3.4 攻角對氣泡動態(tài)特性影響規(guī)律研究
        6.3.5 距離參數(shù)對氣泡動態(tài)特性影響規(guī)律研究
        6.3.6 距離參數(shù)對氣泡射流寬度規(guī)律研究
    6.4 本章總結(jié)
總結(jié)和展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同裝藥戰(zhàn)斗部殼體對水中兵器的爆炸威力[J]. 程素秋,陳高杰,高鑫,王樹樂.  爆炸與沖擊. 2018(06)
[2]水下爆炸下有限尺度平板的載荷特性及結(jié)構(gòu)響應(yīng)試驗研究[J]. 劉麗濱,李海濤,刁愛民,王曉強.  高壓物理學報. 2018(05)
[3]溫壓炸藥水中爆炸的后燃反應(yīng)研究[J]. 馮凇,饒國寧,彭金華,王伯良.  高壓物理學報. 2018(03)
[4]水下爆炸作用下對稱結(jié)構(gòu)船體梁整體損傷特性研究[J]. 李海濤,朱石堅,刁愛民,牟金磊.  船舶力學. 2017(08)
[5]低能量導爆索水中爆炸氣泡的脈動現(xiàn)象[J]. 賈虎,沈兆武.  含能材料. 2016(04)
[6]減壓條件下近自由面氣泡運動與水�，F(xiàn)象實驗研究[J]. 崔杰,崔璞,周塞北,姚熊亮.  振動與沖擊. 2015(19)
[7]小當量炸藥深水爆炸氣泡脈動模擬實驗[J]. 馬坤,初哲,王可慧,李志康,周剛.  爆炸與沖擊. 2015(03)
[8]壁面與自由液面聯(lián)合作用下氣泡動態(tài)特性實驗研究[J]. 初文華,張阿漫,王詩平.  振動與沖擊. 2013(13)
[9]水下爆炸氣泡對內(nèi)加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)毀傷機理分析[J]. 汪浩,王先洲,劉均,程遠勝.  噪聲與振動控制. 2012(06)
[10]氣泡與球鼻艏結(jié)構(gòu)相互作用實驗研究[J]. 王詩平,程曉達,張阿漫,程瀟歐.  振動與沖擊. 2012(22)

博士論文
[1]復雜邊界條件近場水下爆炸氣泡運動特性實驗研究[D]. 崔璞.哈爾濱工程大學 2016
[2]近場水下爆炸氣泡載荷及對結(jié)構(gòu)毀傷試驗研究[D]. 崔杰.哈爾濱工程大學 2013



本文編號：3471046