• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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液压水锤引起的受限空泡无量纲参数构造与相似分析

纪杨子燚, 周兰伟, 李庆聪, 郝瑞, 李向东. 液压水锤引起的受限空泡无量纲参数构造与相似分析[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0164
引用本文: 纪杨子燚, 周兰伟, 李庆聪, 郝瑞, 李向东. 液压水锤引起的受限空泡无量纲参数构造与相似分析[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0164
JI Yangziyi, ZHOU Lanwei, LI Qingcong, HAO Rui, LI Xiangdong. Construction of Dimensionless Parameters and Similarity Analysis for Confined Cavities Induced by Hydrodynamic Ram[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0164
Citation: JI Yangziyi, ZHOU Lanwei, LI Qingcong, HAO Rui, LI Xiangdong. Construction of Dimensionless Parameters and Similarity Analysis for Confined Cavities Induced by Hydrodynamic Ram[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0164

液压水锤引起的受限空泡无量纲参数构造与相似分析

doi: 10.11883/bzycj-2026-0164
基金项目: 江苏省自然科学基金(BK20241446);南京工程学院校级科研基金(YKJ202404);

Construction of Dimensionless Parameters and Similarity Analysis for Confined Cavities Induced by Hydrodynamic Ram

  • 摘要: 高速破片侵彻充液容器会引发液压水锤效应,并在液体内形成反复膨胀与收缩的空泡。容器约束显著影响空泡演化规律,但现有研究多采用有量纲参数描述,难以区分容器尺寸变化与约束条件变化各自的影响。针对这一问题,基于柱形空泡截面模型开展量纲分析,以容器初始内半径、流体密度和系统等效体积模量为重复变量,将破片动能输入、初始压差、容器弹性约束及壁面惯性效应归纳为一组无量纲参数。通过破片撞击三种尺寸充水容器的试验,提取了特定截面空泡的最大半径和对应的到达时刻,并分析了无量纲参数对空泡峰值特征的影响规律。结果表明:无量纲最大半径随无量纲动能输入近似线性增大,而初始压差比对其起抑制作用,物理机制在于初始压差相对于附加压力项的作用随其增大而增强。无量纲到达时刻的数据离散度显著高于最大半径,其原因是到达时刻不仅受动能输入和初始压差影响,还与空泡径向速度的衰减历程密切相关。与非受限参考结果的对比进一步表明,受限条件下到达时刻的缩短幅度大于最大半径的降低幅度,使得平均膨胀速率反而高于非受限情形。构建的无量纲参数组能够有效描述不同容器尺寸和约束条件下的空泡峰值特征,可为液压水锤效应分析与充液结构毁伤评估提供科学依据。
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-05-21
  • 网络出版日期:  2026-07-21

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