近自由面水下爆炸气泡相似问题的仿真研究

为更好地了解近自由面水下爆炸气泡运动的相似问题,以便可以利用相对廉价的缩比试验得到原型试验才能得到的信息,在不可压缩非粘性流体中守恒方程相似的基础上,考虑气泡的最大半径、炸药深度、压力等参数相似,提出了一种水下爆炸气泡运动的相似设计方法,并通过数值仿真的方法进行了验证.同时,对近自由面气泡射流产生的条件和特点进行了分析.结果表明,在满足相似条件的工况下,气泡的运动和气泡射流产生的方向、形状等特性都基本上相同.     

弹塑性边界下水下爆炸气泡动态特性的数值仿真研究

水下爆炸气泡与弹塑性结构边界的相互作用问题研究具有重要意义.运用有限元软件MSC.Dytran建立三维气泡模型,对水平弹塑性薄板边界条件下的水下爆炸气泡运动特性进行了研究,并分析了流固耦合作用.引入无量纲参数n=爆距/最大气泡半径,分析了不同n值条件下的气泡运动参数,将其与无边界影响的气泡参数进行比较,发现n≥2时,可忽略弹性边界影响,气泡作理想球体模型处理;对气泡收缩引起流体出现锥形空化及射流等现象进行了分析,发现该种射流是造成弹性板产生冲击变形、破坏的能量之一,并通过爆炸试验得到证实.