以实验方法研究球形TNT炸药及柱形含铝炸药水中爆炸冲击波传播及气泡脉动规律。应用国际上通用的有限元程序MSC.DYTRAN模拟在重力影响下水中爆炸冲击波及气泡脉动的全物理过程,并将计算结果与实验结果进行对比分析,二者具有较好的一致性,验证了有限元模型正确、有效,结果准确。以此为基础,分析和总结了网格密度、圆柱形炸药长径比、爆炸距离、爆炸角度对冲击波峰值的影响。

第 2卷第 1 9 2期 2008 l 年 2月

兵

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学

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Vo . 9 12 NO 1 .2 De 20 c. 08

ACTA AR M AM EN TAR I I

水中爆炸冲击波传播与气泡脉动的实验及数值模拟 李健一，荣吉利，杨荣杰。,张涛 (. 1北京理工大学理学院，北京 1 0 8;2广西工学院汽车工程系。广西柳州 5 5 0; 001 . 4 0 6 3北京理工大学材料科学与工程学院，北京 1 08 ) . 00 1

摘要：以实验方法研究球形 TNT炸药及柱形含铝炸药水中爆炸冲击波传播及气泡脉动规律。 应用国际上通用的有限元程序 MS DY AN模拟在重力影响下水中爆炸冲击波及气泡脉动的 C. TR全物理过程，将计算结果与实验结果进行对比分析，并二者具有较好的一致性，验证了有限元模型 正确、有效，结果准确。以此为基础，分析和总结了网格密度、圆柱形炸药长径比、爆炸距离、爆炸角

度对冲击波峰值的影响。有限元模型、法及计算结果对相关的工程研究和计算具有一定参考价值。方

关键词：流体力学；中爆炸；冲击波；气泡脉动；数值模拟水中图分类号： 3 08文献标志码： A文章编号： 0019 (0 81—4 70 10—03 20 )213—7

Ex rm e n m e i a m u a i n o ho k W a e Pr p g to n pe i nta d Nu r c lSi l to fS c v o a a in a d Bu bl m p l e o b eI u s f Und r t r Ex l so e wa e p o i n LI in一，RONG i. a J j.. 1 i,YANG n— e,Z Ro gj HANG o i Ta ( . c o l f c n e e i n t u e f c n l y B in 0 0 1 C ia 1 S h o o i c,B in I s t t o h o g, e ig1 0 8, hn; S e jg i Te o j 2. p rme t f t mo i n i e rn,Gu n x i est fTe h oo y De a t n o Au o b l E gn e i g e a g iUnv r i o c n lg,Li z o 4 0 6 y u h u 5 5 0,Gu n x, h n; a g i C i a

3 S h l f tr l i c n

c n l y B i g Isi t f eh oo y e ig 1 0 8。C ia . o ei e e dTeh o g。 e i n t ueo c n l。B in 0 0 1 hn ) c o Ma a S n a c o j n t T g j A s r c:Ex e i n a n e t a in r a r d o to h h c v r p g t n a d b b l i b t t a p rme t liv si t s we e c r i u n t e s o k wa ep o a a i n u b e m— g o e o p leo d r t re lso ft p rc l u s fun e wa e xpo i n o hes he ia TNT nd c i rc lau i z d e plsv s a yl nd ia l m nie x o ie .Thep sc l hy ia p o e s o n r t re lso d rg a iy wa i lt d a n l z d u i g M SC. r c s fu de wa e xpo in un e r v t ssmu a e nd a ay e sn DYTRAN i ie fn t

ee n n l s o t r .Th o u a i n l e u t r o p r d wi x e i n a e u t,wh c lme ta ay i s f wa e s e c mp t t a s lswe e c m a e t e p rme t l s l o r h r s ih s o t a h t u t r— l d c up i t o c n be u e p e ie y t smult t e p o a a in o h w h t t e s r c u e fui o l ng me h d a s d r cs l o i a e h r p g to f

s o k wa ea d t e mo in o u b e h c v n h t fb b l .Th fe to rd d n i, ln t— ime e a i fc l d ia o e e f c fg i e st y e g h d a t r r t o yi r l o n c e lsv,pr p g to it n e a d e lso n e o h a r s ur f s o k wa e wa nay e xpo i e o a a i n ds a c n xp o in a gl n t e pe k p e s e o h c v s a l z d a u nd s mma ie rz d.Th i t lme t

mo e, me h d a d c mp a i n lr s ls i h t d r f a e fnie ee n d l t o n o ut to a e u t n t e s u y a e o c r an r f r nc au o r l tv ng n e i g r s a c n a c lto e t i e e e e v l e t ea ie e i e rn e e r h a d c lu a in. Ke y wor s:fu d me h n c d l i c a is;un e wa e xpo i n;s c v d r t r e lso ho k wa e;bu b e i p le b l m u s;nu rc lsmul— me ia i a ton i

言 水中爆炸大体可分为 3个阶段：装药的爆轰、冲击波的产生和传播、泡的形成和脉动。当炸药在气

妻

餮言

羹

早期现象，冲击波之后，在爆轰产物所形成的气泡将驱动周围流体以小于声速向外扩散，在脉动至体并

水中爆炸时，其周围介质直接受到具有高温、高速、 收稿日期：2 0—0—2 08 5 0

积最小时向外辐射压力波。虽然气泡第一次脉动时

作者简介：李健 ( 9 0 )男，士研究生。 E ma:j n bte u c; 18一。博— i li@ i d .n l ia .

荣吉利( 9 4,教授， 1 6~)男，博士研究生导师。E ma:ogi@bteu c— i rnji i d .n l l