近自由面水下爆炸冲击载荷特性三维数值模拟

明付仁; 张阿漫; 杨文山

doi:10.11883/1001-1455(2012)05-0508-07

近自由面水下爆炸冲击载荷特性三维数值模拟

doi: 10.11883/1001-1455(2012)05-0508-07

1.
哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001

基金项目:

国家自然科学基金重点项目(50939002)

国家自然科学基金项目(10976008,50809018)

中央高校基本科研业务费专项项目(GK2010260108)

霍英东教育基金项目(121073)

详细信息

通讯作者:
明付仁

计量
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出版历程
- 刊出日期: 2012-09-25

Three-dimensionalsimulationsonexplosiveloadcharacteristicsof underwaterexplosionnearfreesurface

1.
CollegeofShipbuildingEngineering,HarbinEngineeringUniversity,

Funds:

NationalNaturalScienceFoundationofChina(50939002,10976008,50809018)

摘要

摘要: 基于三维SPH 方法,对传统链表搜索算法进行了变光滑长度改进,并提出了具有较好稳定性的多相物质交界面的处理方法,模拟了三维无限域水下爆炸问题,验证了改进的三维SPH 方法模拟水下爆炸问题的可行性和有效性。在此基础上,建立了水下爆炸三维数值模型,模拟了近自由面水下爆炸过程,研究了冲击波传播特征、自由面下压力场和能量场特性以及水柱的产生过程。结果表明:自由面可将冲击波压力峰值和压力冲量最大衰减到1/3和1/7;爆深的增加会导致压力比和冲量比的等值柱面曲率变小,产生的水柱也逐渐由破碎的喷柱向高而窄的水冢过渡。
- 爆炸力学 /
- 截断效应 /
- 三维SPH 方法 /
- 水下爆炸 /
- 近自由面
Abstract: Basedonthethree-dimensionalSPH method,thevariablesmoothinglengthmodificationis appliedtothetraditionallinked-listsearchalgorithm,andthestableapproachofdealingwithmultiphasematerialinterfaceisputforward. Throughsimulatingunderwaterexplosionoffreefield,the feasibilityandeffectivenessofthe modified methodareverified.Thethree-dimensionalnumerical modelisestablished,andtheprocessofunderwaterexplosionnearfreesurfaceisreproduced.Characteristicsofshockwavepropagation, pressurefieldandenergyfieldaresummedup.Theeffectofdifferentexplosiondepthontheinitialwatercolumnformationisstudied. Resultsshowthatfreesurface canattenuatethepeakpressureandimpulsetoonethirdandoneseventhoftheoriginalvalues,respectively. Withtheincreaseofdetonationdepth,curvatureoftheequivalentcylinderofpeakpressureratioandimpulseratiodecrease, andtheproducedwatercolumngraduallytransitsfrombroken andspraycolumntohighandnarrow mound.
- mechanicsofexplosion /
- truncationeffect /
- three-dimensionalSPH method /
- underwater explosion /
- nearfreefield