水下爆炸作用下基于声学的爆源子结构输入方法

王丕光; 卢冉冉; 闫秋实; 李述涛; 杜修力

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水下爆炸作用下基于声学的爆源子结构输入方法

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无限域吸收边界和爆炸波输入是水下爆炸载荷数值模拟的两个关键问题.本文借鉴基于内部子结构的地震波动输入方法和爆源子结构多尺度分析方法,考虑水下爆炸载荷与地震载荷同属于波动问题,提出一种水下爆炸作用下爆源子结构的爆炸波输入方法,该方法首先通过对爆源区域进行水下爆炸波自由场的波场分解,并利用地震波的内部子结构输入方法,将该自由波场运动转换为等效爆炸波输入载荷,从而实现了水下爆炸问题中冲击波的输入;本文采用圆形爆源子结构区域,并采用AUTODYN软件中一维自由场模型计算水下爆炸作用下该区域的自由波场压力时程.进一步,基于连分式近似方法提出了一种模拟无限域水体辐射效应的高精度时域人工边界条件,该吸收边界可设置于离结构和爆源子结构较近处.本文提出的分析方法通过圆形爆源子结构进行水下爆炸载荷的转化,并采用高精度吸收边界大大减少计算区域,既保证了计算精度,又降低了单元数量,具有较高的计算效率和较强的实用性.通过数值算例分析,验证了本文模型与方法的准确性,模拟了水下爆炸作用下的冲击波和气泡脉动阶段测点的压力时程曲线,并研究了圆形结构对水下近场爆炸波散射效应的影响规律.

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来源
《力学学报》 |2023年第4期|915-924|共10页
作者
王丕光; 卢冉冉; 闫秋实; 李述涛; 杜修力;
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作者单位

北京工业大学城市建设学部;

中国人民解放军军事科学院国防工程研究院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类结构动力学;
关键词
水下爆炸; 爆源子结构; 人工边界条件; 水-结构相互作用; 散射;

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