不计浮力条件下边界附近气泡动态特性研究

王磊; 韩峰; 王爽; 任云燕

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不计浮力条件下边界附近气泡动态特性研究

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边界面附近水下爆炸爆轰产物形成的气泡呈非球状脉动,尤其是坍塌阶段气泡表面各处径向收缩速度不均匀的现象更为显著,气泡偏离球形严重,甚至形成水射流。基于LS-DYNA的S-ALE方法,分别建立自由面及刚性壁面附近水下爆炸流场的有限元模型,结合典型时刻气泡外部流场压力云图演化,分析不计浮力条件下边界附近气泡动态特性及相关物理现象背后的力学机理,结果表明:在自由面附近,气泡体积达到最大时顶部曲率最高,坍塌阶段气泡顶部附近流场中形成局部高压区,局部高压区导致气泡顶部收缩加快,并形成背离自由面方向的水射流;水平刚性壁面附近气泡下端与壁面间的连通低压区和收缩阶段气泡顶部附近流场中形成的局部高压区是导致气泡中心趋近壁面的原因,该局部高压区致使坍塌中后期气泡顶部产生朝向壁面方向的水射流;自由面边界对高压气泡具有吸引作用,对低压气泡具有排斥作用。刚性壁面边界的作用与之相反。

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来源
《兵器装备工程学报》 |2022年第3期|223-228|共6页
作者
王磊; 韩峰; 王爽; 任云燕;
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作者单位

北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类射流;
关键词
水下爆炸; 边界效应; 气泡脉动; 气泡迁移; 水射流;

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