海軍艦艇在戰(zhàn)場(chǎng)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(duì)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(duì)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(gè)方面,由于它們對(duì)結(jié)構(gòu)物破壞機(jī)理以及作用時(shí)間尺度的差別,往往進(jìn)行單獨(dú)的研究。由于水下爆炸過(guò)程較為復(fù)雜,而且結(jié)構(gòu)響應(yīng)會(huì)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(dòng)力學(xué)和流固耦合問(wèn)題等。而水下爆炸對(duì)海軍艦艇以及海上結(jié)構(gòu)物的損傷研究,在世界各國(guó)均涉及到軍事機(jī)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(guó)內(nèi)外在水下爆炸氣泡方面的研究進(jìn)展和文獻(xiàn)資料;其次根據(jù)爆炸氣泡的物理特性,將流場(chǎng)假定為不可壓縮無(wú)粘無(wú)旋,并通過(guò)邊界積分法基于勢(shì)流理論建立三維非球形爆炸氣泡的數(shù)值模型,并針對(duì)邊界積分法的奇異性問(wèn)題給出了解析和數(shù)值的處理過(guò)程,通過(guò)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(shí)基于渦環(huán)模型實(shí)現(xiàn)了氣泡從單連通域到雙聯(lián)通域的轉(zhuǎn)變。... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：188 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(shí)沖擊波壓力按照指數(shù)的中將形成獨(dú)特的氣泡脈動(dòng)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(guò)程中所受載荷別高，持續(xù)時(shí)間短，一般衰減持續(xù)時(shí)間不超過(guò)數(shù)毫加速度，Ｗ及局部板結(jié)構(gòu)的巧曲變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)特點(diǎn)是：脈動(dòng)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(dòng)時(shí)率容易和艦船低階固有頻率相近，會(huì)對(duì)艦船結(jié)構(gòu)主件與設(shè)備的碰撞，Ｗ及整個(gè)艦船的變形甚至斷裂，水下爆炸過(guò)程中的載荷成分Ｗ及氣泡的脈動(dòng)特性。及引起結(jié)構(gòu)毀傷機(jī)理的差別，在研究水下爆炸對(duì)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(shí)，對(duì)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(duì)位置的不同，可Ｗ分為船狼側(cè)爆炸。送是因?yàn)閷?duì)于船底爆炸，氣泡在浮力作用下向上的遷移作用可能會(huì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]近自由面水下爆炸氣泡與結(jié)構(gòu)相互作用數(shù)值計(jì)算研究[J]. 李健,潘力,林賢坤,榮吉利,項(xiàng)大林.  振動(dòng)與沖擊. 2015(18)
[2]考慮空泡及再加載效應(yīng)的水下爆炸流固相互作用分析[J]. 汪俊,劉國(guó)振,劉建湖,潘建強(qiáng),羅澤立.  兵工學(xué)報(bào). 2014(S2)
[3]Non-spherical multi-oscillations of a bubble in a compressible liquid[J]. WANG Qian-xi,YANG Yuan-xiang,TAN Danielle,SU Jian,TAN Soon Keat.  Journal of Hydrodynamics. 2014(06)
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[5]近壁面水下爆炸氣泡運(yùn)動(dòng)的數(shù)值計(jì)算研究[J]. 李健,林賢坤,榮吉利,項(xiàng)大林.  振動(dòng)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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[9]氣泡高速攝影和載荷測(cè)試技術(shù)綜述[J]. 倪寶玉,張阿漫.  力學(xué)與實(shí)踐. 2013(06)
[10]氣泡引起的皇冠型水冢實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究[J]. 李帥,張阿漫,王詩(shī)平.  物理學(xué)報(bào). 2013(19)

博士論文
[1]水下爆炸與波浪載荷作用下船體結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)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(wèn)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(dòng)力學(xué)的理論與應(yīng)用[D]. 劉建湖.中國(guó)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(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)研究[D]. 吳超.哈爾濱工程大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3422586