近场水下爆炸气泡与不完整边界的耦合效应研究

项目名称： 近场水下爆炸气泡与不完整边界的耦合效应研究

项目编号： No.51379039

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 水利工程

项目作者： 张阿漫

作者单位： 哈尔滨工程大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 鱼雷、水雷等武器近场水下爆炸对舰船结构造成严重毁伤，冲击波首先对舰船结构造成初始破口，形成不完整边界，接着水下爆炸气泡与具有初始破口的不完整边界产生强烈的耦合效应，对结构造成二次毁伤，由于此时存在超近边界、不连续、大变形等诸多强非线性问题，传统单一的有限元、边界元等方法在求解该问题时均存在着巨大的挑战。为此，本项目拟基于热力学第一、二定律、可压缩流体动力学理论以及流固耦合理论，建立近场水下爆炸气泡与不完整边界的耦合动力学模型，采用SPH方法与边界元方法、有限元方法联合求解该模型，并采用模型实验验证求解方法的正确性，在此基础上，探索气泡与不完整边界的相互作用机理。本项目的主要研究内容包括：1)计入初始条件影响的可压缩流场中气泡三维动力学模型；2)不完整边界的"腔吸现象"对气泡射流的影响规律；3)计入结构弹塑性特征的气泡与不完整边界的耦合效应；4)减压条件下不完整边界附近气泡运动模型实验研究。

中文关键词： 水下爆炸；气泡；不完整边界；流固耦合；载荷特性

英文摘要： Underwater explosion of torpedo, mine and other underwater weapons will produce two major loads, namely shockwave and bubble, which will do great damage to warship structures, especially for near-field underwater explosion, it is of great significance to

英文关键词： underwater explosion；bubble；incomplete boundary；fluid-solid coupling；load character