為進(jìn)一步研究近自由面水下爆炸受到剛性壁、剛性柱影響,氣泡呈現(xiàn)出的復(fù)雜運(yùn)動特性,首先基于LS-DYNA有限元軟件建立了近自由面和剛性邊界下水下爆炸氣泡脈動運(yùn)動數(shù)值計算方法,并依據(jù)已有經(jīng)驗公式和試驗結(jié)果對數(shù)值方法的有效性進(jìn)行驗證;然后,在真實尺寸的水下爆炸模型基礎(chǔ)上,研究了剛性壁、剛性單柱附近水下爆炸氣泡總體運(yùn)動過程、能量釋放及射流載荷特性。結(jié)果表明:剛性壁與剛性柱附近水下爆炸,氣泡收縮階段在浮力和Bjerknes力共同作用下形成偏向剛性壁（剛性柱）方向的射流,氣泡射流時氣泡動能、水平位移顯著提高,并且脈沖荷載指向剛性邊界,相較自由場剛性邊界附近脈沖荷載增加,遠(yuǎn)離剛性邊界一側(cè)脈沖荷載降低,其中剛性壁對氣泡射流的增強(qiáng)作用明顯大于剛性柱;隨著比例距離增加,氣泡脈動現(xiàn)象趨于自由邊界,當(dāng)氣泡與剛性壁距離大于3倍氣泡半徑、與剛性柱距離大于2倍氣泡半徑時,剛性邊界對氣泡脈動的影響基本可以忽略。 

【文章來源】：海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2020,32(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

剛性壁附近氣泡運(yùn)動試驗結(jié)果

剛性壁附近氣泡運(yùn)動仿真結(jié)果

在流場邊界施加環(huán)境單元,并通過關(guān)鍵字*Load_body_z和*Initial_stress_depth初始化重力和靜水壓力。網(wǎng)格劃分密度對數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性有較大的影響[9],在爆心區(qū)域加密網(wǎng)格以充分反映水爆近場高頻段,網(wǎng)格劃分由爆心向四周漸變,網(wǎng)格尺寸為15～30 cm,保證單元長寬比不大于2[10]。由于有限元計算不能反映沖擊波這種強(qiáng)間斷,故而設(shè)置人工粘性系數(shù)光滑沖擊波[11]。3 剛性壁、柱附近氣泡脈動過程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]爆炸深度對淺水爆炸氣泡脈動的影響[J]. 董琪,韋灼彬,唐廷,張寧.  高壓物理學(xué)報. 2018(02)
[2]水下爆炸沖擊波數(shù)值模擬的網(wǎng)格尺寸確定方法[J]. 張社榮,李宏璧,王高輝,孔源.  振動與沖擊. 2015(08)
[3]邊界條件對水下爆炸氣泡運(yùn)動特性的影響分析[J]. 牟金磊,朱石堅,刁愛民,李海濤.  振動與沖擊. 2014(13)
[4]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)
[5]彈塑性邊界下水下爆炸氣泡動態(tài)特性的數(shù)值仿真研究[J]. 李海濤,朱錫,張振華,牟金磊.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2009(14)
[6]LS-DYNA模擬無限水介質(zhì)爆炸中參數(shù)設(shè)置對計算結(jié)果的影響[J]. 丁寧,余文力,王濤,程百春.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報. 2008(02)
[7]不同邊界條件下水下爆炸氣泡的數(shù)值模擬[J]. 方斌,朱錫.  海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2008(02)

博士論文
[1]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(xué) 2013
[2]艦船水下爆炸數(shù)值仿真及抗爆結(jié)構(gòu)研究[D]. 陳永念.上海交通大學(xué) 2008



本文編號：3436342