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题名水下爆炸下弹塑性带孔板底部气泡动力学特性
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作者
姜一鹏
秦健
赖志超
孟祥尧
文彦博
黄瑞源
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机构
福州大学土木工程学院
海军研究院
南京理工大学瞬态物理国家重点试验室
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出处
《火炸药学报》
北大核心
2025年第6期534-545,共12页
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基金
国家自然科学基金(No.12172178)。
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文摘
为深入研究舰船结构在遭受水下爆炸冲击波破坏后,在不同载荷耦合作用下的动态响应特性,开展了小当量TNT在带孔与不带孔的弹塑性板底部起爆的水下爆炸试验;随后,基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)算法,建立了有限元模型并对水下爆炸全过程进行数值模拟,结合试验结果进一步分析了气泡在不同边界条件下的动力学行为及其对板的载荷作用,验证了有限元方法的准确性。试验结果表明,不带孔的弹塑性板可诱导气泡产生向上的水射流,而预制孔的存在则促使气泡产生向下的水射流。有限元模拟结果表明,气泡的演化模式受带孔弹塑性板厚度的影响显著,随着板厚度的增大,气泡受结构吸引作用增强,呈现上射流、对射流、下射流和溃散4种典型形式;当钢板厚度小于0.5 cm时,板上水体的回流作用主导气泡运动,诱发向下射流;当钢板厚度在0.5~1.0 cm时,气泡在水体回流与Bjerknes力的共同作用下形成双向对射流;当钢板厚度大于1.0 cm时,气泡主要受Bjerknes力驱动,形成单向上射流并进一步释放集中向上的冲击能量,从而在初始爆炸冲击后诱发舰船结构的二次毁伤。
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关键词
爆炸力学
水下爆炸
水射流
弹塑性板
预制孔洞
气泡动力学
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Keywords
explosion mechanics
underwater explosion
water jet
elastoplastic plate
prefabricated holes
bubble dynamics
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分类号
TJ55
[兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
O38
[理学—流体力学]
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题名长杆弹二次侵彻机理及影响因素研究
被引量：3
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作者
唐奎
王金相
刘亮涛
杨明
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机构
南京理工大学瞬态物理国家重点试验室
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期3707-3718,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(12102202、12002168、12102427)
江苏省博士后基金项目(2021K272B)。
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文摘
针对长杆弹侵彻半无限厚金属靶过程中第3侵彻阶段机理不清的问题,建立了三维光滑粒子流体动力学有限元模型,在验证模型有效性的基础上,开展了金杆侵彻半无限厚7075-T6铝靶研究,对第3侵彻阶段机理进行探索,并分析弹/靶密度、强度和弹体长径比对侵彻的影响规律。研究结果表明:金杆侵彻7075-T6铝靶的侵彻深度曲线在高速段显著超过流体动力学极限是由倒转金杆碎片对靶板的二次侵彻造成的;金杆销蚀后形成管状碎片体,高初速下其速度较大,其方向与侵彻方向一致,且其密度大,因此它会在弹体完全销蚀后继续侵彻靶体;金杆的二次侵彻深度随撞击速度增大呈“S”形增大,它对总侵彻深度的贡献在3 km/s撞击速度下甚至高达15.6%;存在二次侵彻时,长杆弹侵彻半无限靶第3侵彻阶段划分为剩余侵彻和二次侵彻阶段更合适;高弹靶密度比有利于形成二次侵彻现象;靶体密度和强度对总侵彻性能的影响显著超过弹体密度和强度;无论是保持弹体长度还是质量不变,长径比对流体动力学侵深和总侵深有显著的影响,但对二次侵彻的影响却较小。
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关键词
金长杆弹
二次侵彻
7075-T6铝靶
数值模拟
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Keywords
gold long-rod
secondary penetration
7075-T6 aluminum target
numerical simulation
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分类号
O347
[理学—固体力学]
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