水中爆炸氣泡水射流與典型艦船結構能量耦合機理研究

水中爆炸氣泡水射流與典型艦船結構能量耦合機理研究

《水中爆炸氣泡水射流與典型艦船結構能量耦合機理研究》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所,由汪斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

  • 中文名:水中爆炸氣泡水射流與典型艦船結構能量耦合機理研究
  • 項目類別:青年科學基金項目
  • 項目負責人:汪斌
  • 依託單位:中國工程物理研究院流體物理研究所
項目摘要,結題摘要,

項目摘要

採用數字散斑技術結合應變、壁壓、水中高速攝影等測試方法開展典型艦船結構在水中爆炸氣泡水射流作用下的動態回響研究。利用數字散斑技術得到典型艦船結構在水射流作用下的整體應力-應變關係,分析艦船結構對水射流能量的吸收特性。結合水射流形狀、速度等參數,分析水射流能量及其對目標的作用模式,得到水射流與典型艦船結構相互作用的能量耦合模式和表征方法,發展相應的數值模擬技術,基本建立水中爆炸水射流與典型艦船結構的能量耦合機理。本項目的研究可以建立艦船結構吸收水射流能量耦合效率的表征方法,建立氣泡水射流對艦船目標作用機理,對提高我國的水中爆炸研究水平和炸藥水中爆炸能量與艦船結構的耦合機理研究具有重要意義,為最佳化我國的艦船抗爆、抗衝擊設計提供了重要的參考依據。

結題摘要

對國內外船舶結構進行了調研分析,根據炸藥爆炸屬於局部毀傷的特點,提取光板結構作為典型船體結構。採用數字散斑技術結合應變、壓力感測器、水中高速攝影等測試技術,開展了典型艦船結構在5gTNT當量PETN炸藥水中爆炸衝擊波和氣泡水射流作用下的動態回響特性試驗。數字散斑技術獲得了典型艦船結構在水射流作用下的整體應力-應變關係,分析艦船結構對水射流能量的吸收特性。結合高速相機和壓力感測器記錄的水射流形狀、速度、自由場壓力等試驗數據,分析水射流能量及其對目標的作用模式,得到水射流與典型艦船結構相互作用的能量耦合模式和表征方法,利用自編程式給出氣泡水射流的參數作為ABAQUS軟體的輸入,開展了數值模擬計算和分析,計算結果和試驗結論吻合,說明根據試驗結果得到的水射流耦合分析是合理的。 在國家自然科學基金的支持下,我們基本建立了水中爆炸水射流與典型艦船結構的作用模式和作用機理,為充分利用炸藥能量對艦船目標進行毀傷打擊提供了基礎數據支撐。

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