• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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一种改进的近场水下爆炸冲击波载荷计算方法

陈斐颖, 冯紫龙, 王博文, 刘军. 一种改进的近场水下爆炸冲击波载荷计算方法[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0138
引用本文: 陈斐颖, 冯紫龙, 王博文, 刘军. 一种改进的近场水下爆炸冲击波载荷计算方法[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0138
CHEN Feiying, FENG Zilong, WANG Bowen, LIU Jun. An improved method for calculating near-field shock wave loads of underwater explosions[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0138
Citation: CHEN Feiying, FENG Zilong, WANG Bowen, LIU Jun. An improved method for calculating near-field shock wave loads of underwater explosions[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0138

一种改进的近场水下爆炸冲击波载荷计算方法

doi: 10.11883/bzycj-2026-0138

An improved method for calculating near-field shock wave loads of underwater explosions

  • 摘要: 针对传统水下爆炸冲击波经验公式分段近似、近场预测精度不足且存在物理量不连续的局限,本文基于Chapman-Jouguet(CJ)爆轰模型、波后近似等熵流动假设及Kirkwood-Bethe(K-B)理论,建立了一种改进的近场冲击波载荷统一连续计算模型。通过引入二阶马赫精度形式的K-B方程和改进的压力衰减时间常数,将理论适用范围扩展至无量纲爆距2~20,避免了传统分段处理在分界处的不连续性。经多工况球形炸药试验、统一气泡动力学高保真理论、任意拉格朗日-欧拉(ALE)数值仿真及经典经验公式验证,峰值压力计算误差控制在10 %以内,冲量和能流密度精度显著优于Cole经验公式。基于该模型的计算结果表明:冲击波峰值压力与能流密度在近场呈强非线性快速衰减,中远场衰减速率显著降低;近场(2~10倍半径)峰值压力衰减中几何扩散贡献约89 %,能流密度衰减几乎完全由几何扩散主导;冲量随爆距缓慢衰减,衰减速率远小于峰值压力。Cole经验公式在中远场对冲量和能流密度的系统性高估,根源在于其恒定时间常数假设忽略了气泡膨胀的非定常过程。本文模型兼具解析效率与数值精度,为水中兵器战斗部设计及舰船抗爆防护提供了有效理论工具。
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-05-07
  • 网络出版日期:  2026-07-21

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