水对密闭空间爆炸载荷的衰减效果及机理研究

水对爆炸冲击波及其冲量具有一定的衰减作用，对于减小爆炸物存储点的危险区域和提高密闭结构的抗爆能力具有重要的意义和实际应用价值，对于改进军事掩体如洞库防护门及其舰船舱室的防爆效果具有一定的参考价值。.本课题将通过实验和数值模拟相结合的方法，对水在密闭空间内衰减爆炸载荷的机理进行分析、研究。通过高速摄像实验和数值模拟计算，研究在小水药比的爆炸作用下水的运动变化过程；开展不同置水条件下的爆炸实验，分析置水条件不同对水衰减爆炸载荷的影响，掌握水消波效果的关键影响因素；结合实验与数值模拟结果，研究水对密闭空间内爆炸载荷的衰减效果及密闭结构的响应情况。

炸药周围堆放水袋或水墙等可以将一部分爆炸能量转化为水的热能和动能，在一定条件下可以降低爆炸破坏作用，减轻爆炸物的意外引爆对人员和建筑物造成的损害。对于提高防护结构抗爆能力和减小爆炸物存储点的危险区域等具有广阔的应用前景。. 设计了球形置水爆炸装置，建立了密闭空间内置水爆炸的实验测试系统，开展了用水消减爆炸载荷的实验和数值模拟研究。.研究了水和不同盛水结构的材料对近距离爆炸载荷的影响。置水爆炸时在较近距离内水撞击容器时会产生巨大的作用力。置水结构的材料密度越低、波阻抗越小，对水消波的效果越有利。. 研究了密闭空间内不同比例距离、水药比和水药间隙的置水消波效果，获取了无水和置水爆炸时冲击波走时、反射超压、准静态压力、温升和结构响应等数据，分析了水消减爆炸载荷的作用机理。当比例距离较小如0.128m/kg^1/3时，水对反射超压和冲量具有很强的增强效应；随着比例距离的增加，增强幅度逐渐降低；当比例距离增加至0.668m/kg^1/3时，适量的水会使反射超压峰值降低，但容器变形增大；随着比例距离进一步增加，水对爆炸载荷开始出现消减效果。从1.21m/kg^1/3时的置水实验结果看，适量的水对反射超压和冲量均产生明显的消减效果，但置水过多会使冲量不减反增。获取了密闭空间内置水爆炸对准静态压力和温升的影响规律，置水爆炸时准静态压力和温升均小于无水的60%以下，准静态压力和温升大致随着水药比的增加而降低，但降低速度趋缓；适量置水可以使准静态压力和温升比无水爆炸的下降90%。. 获取了炸药与水之间的空气间隙对置水爆炸的影响规律。相同水量时，炸药与水之间的空气间隙可以降低置水爆炸的反射压力、准静态压力、冲量和应变。. 开展了在容器内用水墙结合沙墙代替全沙墙进行消波防护的爆炸实验，获取了不同轴向爆心距处的准静态压力，结果证明用水墙代替部分沙墙的消减效果比全沙墙更好。. 研究结果具有重要学术意义和实际应用价值，可为水消波技术的工程应用提供借鉴。