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炸药水中爆炸气泡脉动分析计算

1引言球型装药水中爆炸可以分为2个阶段:冲击波阶段和气泡脉动阶段。前者持续时间大约在10μs左右,产生水中冲击波,对目标进行局部破坏;后者持续时间在几百毫秒,产生水中应力波,对目标进行结构性破坏。由于气泡脉动持续时间长,因此它对目标的破坏越来越受到重视。冲击波过后爆轰产物的膨胀压缩形成气泡脉动,气泡第一次达到最大半径的时间是气泡的脉动周期。2用ALE方法分析水下爆炸气泡脉动ALE方法近年来被广泛应用于两相流或间断存在的问题的处理,兼顾了Lagrangian和Euler方法两者的很多优点,既解决了由于流体大变形产生的网格扭曲使得在Lagrangian下无法求解的难题,也可以解决Euler方法下对两相流或间断界面处理不准确的问题。在一维球型装药水下爆炸问题里采用了此方法,水和爆轰产物的界面计算采用Lagrang-ian方法,爆轰产物和水都采用ALE,这样可以使得界面计算准确清晰[1-6]。2.1控制方程在不考虑流体的粘性和热交换下,...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《爆破》2007年01期
《科学技术与工程》2017年13期
科学技术与工程

炸药水中爆炸气泡脉动冲量试验研究

引用格式:任松涛,郭炜,金朋刚,等.炸药水中爆炸气泡脉动冲量试验研究[J].科学技术与工程,2017,17(13):173—176Ren Songtao,Guo Wei,Jin Penggang,et al.Experimental study of bubbleimpulsion induced by underwater explosion[J].Science Technology andEngineering,2017,17(13):173—176炸药水中爆炸是一个复杂的能量转换过程,在其本身体积内形成高温高压爆轰产物,压力大于周围介质的静水压力,产生水中冲击波,同时爆炸产物以气泡的形式不断收缩膨胀,形成气泡脉动。其中冲击波的压力高,持续时间短,容易造成目标结构的局部破坏。相比而言,虽然气泡脉动压力相对冲击波较小,然而它的作用时间远远超过冲击波的作用时间,所以其冲量与冲击波的冲量相当甚至更大,并且脉动频率与水面舰艇等的低...  (本文共4页) 阅读全文>>

安徽理工大学
安徽理工大学

模拟深水装药爆炸作功能力研究

目前,国内外陆地爆破的理论和施工工艺都已经成熟和完善,与之相比,水下爆破的研究和应用都比较滞后,尤其是深水条件下的研究更少。本文利用自行研制的模拟深水爆炸压力容器作为基本研究装置,研究模拟深水条件下的装药作功能力。装药在水下爆炸时,药包受到来自外部的两部分压力,一部分是装药深度处静水产生的压力,另一部分是水面上的大气压。前者与装药深度有关,后者与大气压的变化或者是否外加气压有关。根据物理学上的原理,每10 m水深压力相当于一个标准大气压。固定铅(土寿)或水泥砂浆试块的入水深度,通过改变水表面的气压(从0.1 MPa~1.5MPa,每次改变0.05~0.2 MPa)来改变铅烤或水泥砂浆试块表面所受的压力,从而模拟深水环境。利用水下爆炸测试系统来对处于不同压力下试块中的炸药的爆炸进行测试,研究水下爆炸剩余能量。以8号雷管作为装药进行了雷管铅(土寿)爆破试验,通过测量扩孔值来衡量装药作功能力。随着模拟水深的增加,扩孔值减小,扩孔值与模...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

纤维爆炸索水下爆炸特性与应用研究

随着军用和民用爆破技术的迅速发展,低能量导爆索的应用受到了广泛的重视。纤维爆炸索作为一种新型低能量导爆索,由金属外壳作为强约束,具有很强的侧向约束力,药芯密度高,装药均匀,线装药密度低,爆速稳定,质量有保证,同时金属外壳具有良好的防水性能。本文采用构建的水下爆炸试验塔和水下爆炸测试系统对纤维爆炸索水下爆炸特性进行了全面分析,揭示了其水下爆炸冲击波和气泡脉动运动规律,并对纤维爆炸索的水下应用进行了研究。将希尔伯特-黄变换引入到纤维爆炸索水下爆炸压力信号分析中,研究纤维爆炸索水下爆炸压力信号特征;采用水下爆炸光测系统研究纤维爆炸索水下爆炸气泡脉动规律;以水下爆炸理论为基础对纤维爆炸索水下爆炸水声特性进行研究,得到了有效连续的水声干扰源,有望为水下水声对抗提供新的手段;提出采用纤维爆炸索水下爆炸产生的气泡构成气泡帷幕进行水下爆炸能量衰减达到以“爆”制“爆”的目的,并研究了其衰减水中爆炸能量的效果;利用有限水域水下爆炸能量测试方法,对纤...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

水下爆炸气泡动过程的数值模拟研究

本文在理论分析的基础上,对炸药水下爆炸气泡脉动进行了数值模拟研究,模拟了水下爆炸冲击波的传播及气泡脉动过程。应用AUTODYN有限元程序建立一维计算模型,对1 kg球形TNT装药水下10米爆炸气泡脉动进行了数值模拟,冲击波峰值压力、气泡第一次脉动周期的数值模拟值均与经验公式符合的比较好。应用AUTODYN有限元程序建立二维轴对称计算模型,对12 g球形TNT装药水下10米爆炸气泡脉动进行了数值模拟,冲击波峰值压力、气泡第一次脉动周期均经验公式符合的比较好,并分析了气泡脉动过程中水射流的形成过程;结合水下爆炸高速摄影实验,对1.5 g、3.0 g、4.5 g圆柱形PENT炸药水下爆炸气泡脉动过程进行了数值模拟研究,探讨了网格划分、边界条件对气泡脉动周期、气泡膨胀半径的影响,气泡膨胀速度与装药量、装药深度之间的关系,并分析了气泡脉动过程中水射流的形成过程,以及随装药深度、装药量增加射流速度的变化趋势;对1.45 g球形TNT炸药近水...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

近场水下爆炸气泡载荷及对结构毁伤试验研究

近年来,水下爆炸气泡、冲击波载荷及其对舰船结构的毁伤特性已经成为了国际上研究的前沿和热点。纵观国内外,在舰船远场水下爆炸、冲击波的传播特性、气泡的运动形态及结构响应等方面取得了丰硕的研究成果;对于近场水下爆炸,载荷情况较为复杂,冲击波压力、气泡脉动、气泡射流及近边界空化效应等都会对舰船结构产生恶劣的冲击环境。由于近场水下爆炸复杂的边界条件,加之载荷的特殊性和结构响应的强非线性,使得适用于远场水下爆炸的基本方程和假设都不适用,给近场水下爆炸的研究带来了极大的困难,迄今为止,近场水下爆炸载荷及其对舰船结构的毁伤机理仍未被完全揭示。实船试验作为水下爆炸研究的最好手段,发达国家及我国相继开展了一定数量实船水下爆炸的试验,经费虽然惊人但是可以开展;而近场水下爆炸实船试验由于破坏力较强,受到了技术因素和经济因素的双重制约,目前在我国较少开展,故开展舰船的模型试验及机理性试验对近场水下爆炸载荷和结构毁伤的研究尤为重要。为此,本文以舰船安全性为...  (本文共242页) 本文目录 | 阅读全文>>