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水下爆炸冲击波在圆柱壳结构表面绕射衰减分布

张迪洲 何镇宏 何心怡 李营 卢军 陈双

张迪洲, 何镇宏, 何心怡, 等. 水下爆炸冲击波在圆柱壳结构表面绕射衰减分布[J]. 水下无人系统学报, 2022, 30(3): 371-377 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022.03.013
引用本文: 张迪洲, 何镇宏, 何心怡, 等. 水下爆炸冲击波在圆柱壳结构表面绕射衰减分布[J]. 水下无人系统学报, 2022, 30(3): 371-377 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022.03.013
ZHANG Di-zhou, HE Zhen-hong, HE Xin-yi, LI Ying, LU Jun, CHEN Shuang. Diffraction Attenuation Distribution of Underwater Explosion Shock Waves on the Surface of a Cylindrical Structure[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(3): 371-377. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022.03.013
Citation: ZHANG Di-zhou, HE Zhen-hong, HE Xin-yi, LI Ying, LU Jun, CHEN Shuang. Diffraction Attenuation Distribution of Underwater Explosion Shock Waves on the Surface of a Cylindrical Structure[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(3): 371-377. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022.03.013

水下爆炸冲击波在圆柱壳结构表面绕射衰减分布

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022.03.013
详细信息
    作者简介:

    张迪洲(1988-), 男, 博士, 助理研究员, 主要研究方向为装备作战效能评估技术

  • 中图分类号: TJ410; U661.44

Diffraction Attenuation Distribution of Underwater Explosion Shock Waves on the Surface of a Cylindrical Structure

  • 摘要: 水下爆炸冲击波作用于圆柱壳表面时, 除反射冲击波外, 在背爆面还会形成绕射冲击波。为了研究冲击波压力在圆柱壳表面的绕射分布特性, 采用ABAQUS软件的耦合欧拉-拉格朗日方法对水下爆炸冲击波与圆柱壳结构的相互作用进行了数值仿真, 得到了圆柱壳周围的压力场分布情况, 分析了不同爆距和药量对绕射冲击波衰减的影响。研究结果表明: 冲击波压力峰值和冲量在迎爆面区域急速衰减, 随着爆距的减小, 衰减到50%的角度变小, 衰减速度明显变快, 而药量对冲击波压力峰值和冲量衰减影响都很小。

     

  • 图  1  水下爆炸物理模型

    Figure  1.  Physical model of underwater explosion

    图  2  爆炸冲击波压力数值仿真与经验公式对比

    Figure  2.  Comparison of explosion shock wave pressures between numerical simulation and empirical formula

    图  3  水域压力云图

    Figure  3.  Pressure contour of water

    图  4  压力时域曲线

    Figure  4.  Time domain curves of pressure

    图  5  不同角度处典型爆距下冲击波压力时域曲线

    Figure  5.  Time domain curves of shock wave pressure with typical blast distance at different angles

    图  6  不同爆距下Pm/Pmax随角度变化曲线

    Figure  6.  Curves of Pm/Pmax varies with the angles in different blast distance

    图  7  不同爆距下Im/Imax随角度变化曲线

    Figure  7.  Curves of Im/I max varies with the angles in different blast distance

    图  8  不同药量下典型角度处冲击波压力时域曲线

    Figure  8.  Time domain curves of shock wave pressure with typical angles at different charge of TNT

    图  9  不同药量下Pm/Pmax随角度变化曲线

    Figure  9.  Curves of Pm/Pmax varies with the angles in different charge of TNT

    图  10  不同药量下Im/Imax随角度变化曲线

    Figure  10.  Curve of Im/Imax varies with the angles in different charge of TNT

    表  1  试验与仿真冲击波峰值压力对比

    Table  1.   Comparison of peak pressures of shock wave between test and simulation

    工况试验结果/Mpa仿真结果/Mpa相对误差/%
    1118.50120.241.47
    2110.30120.249.01
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-29
  • 修回日期:  2022-05-08
  • 网络出版日期:  2022-06-27

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