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姜一鹏 (姜一鹏.) [1] | 秦健 (秦健.) [2] | 赖志超 (赖志超.) [3] | 孟祥尧 (孟祥尧.) [4] | 文彦博 (文彦博.) [5] | 黄瑞源 (黄瑞源.) [6]

Abstract:

为深入研究舰船结构在遭受水下爆炸冲击波破坏后,在不同载荷耦合作用下的动态响应特性,开展了小当量TNT在带孔与不带孔的弹塑性板底部起爆的水下爆炸试验;随后,基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)算法,建立了有限元模型并对水下爆炸全过程进行数值模拟,结合试验结果进一步分析了气泡在不同边界条件下的动力学行为及其对板的载荷作用,验证了有限元方法的准确性。试验结果表明,不带孔的弹塑性板可诱导气泡产生向上的水射流,而预制孔的存在则促使气泡产生向下的水射流。有限元模拟结果表明,气泡的演化模式受带孔弹塑性板厚度的影响显著,随着板厚度的增大,气泡受结构吸引作用增强,呈现上射流、对射流、下射流和溃散4种典型形式;当钢板厚度小于0.5cm时,板上水体的回流作用主导气泡运动,诱发向下射流;当钢板厚度在0.5~1.0cm时,气泡在水体回流与Bjerknes力的共同作用下形成双向对射流;当钢板厚度大于1.0cm时,气泡主要受Bjerknes力驱动,形成单向上射流并进一步释放集中向上的冲击能量,从而在初始爆炸冲击后诱发舰船结构的二次毁伤。

Keyword:

弹塑性板 气泡动力学 水下爆炸 水射流 爆炸力学 预制孔洞

Community:

  • [ 1 ] 福州大学土木工程学院
  • [ 2 ] 海军研究院
  • [ 3 ] 南京理工大学瞬态物理国家重点试验室

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Source :

火炸药学报

Year: 2025

Issue: 06

Volume: 48

Page: 534-545

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