沉底装药水下爆炸载荷特性及其与水底介质的耦合作用机理

In order to research the shock wave propagation and the general laws of the bubble motion of underwater explosion from a bottom charge, principle experiments of underwater explosion are conducted in a water tank. Several physical phenomena that have been observed such as bubble jetting and bubble migration from the different ground are discussed, and compared with the loading characteristics of the free-field underwater explosion, some conclusions are obtained.Also，A numerical model for simulating the underwater explosion of bottom charge was established using the hydrodynamics analysis software, and the underwater explosion process was numerically simulated to obtain the law of its shock wave propagation.

由于沉底装药水下爆炸涉及冲击波传播、冲击波水底反射、爆炸成坑和气泡运动形成水底射流等一系列复杂的载荷效应，且与不同水底介质的物理力学性质和几何形状等边界条件密切相关，因此，开展有关沉底装药水下爆炸作用机理的研究难度较大。因此，本项目拟采用理论分析、试验验证和仿真计算相结合的方法，建立沉底装药水下爆炸与水底介质耦合作用的力学模型和冲击波参数理论计算模型，获得沉底装药水下爆炸流场压力传播和分布的一般规律，以及水底边界条件等主要参数对沉底爆炸载荷特性的影响规律，在此基础上，建立典型水底介质条件下沉底装药水下爆炸载荷的工程计算方法。

本项目以实战需求为牵引，通过理论分析、试验验证和仿真计算相结合，研究了沉底装药水下爆炸载荷特性及其与水底介质的耦合作用机理，建立了沉底装药水下爆炸与水底介质耦合作用的力学模型和冲击波参数理论计算模型，获得了沉底装药水下爆炸流场压力传播和分布的一般规律，以及水底边界条件等主要参数对沉底爆炸载荷特性的影响规律，并在此基础上提出了典型水底介质条件下沉底装药水下爆炸载荷的工程计算方法。有关结论可为沉底水雷毁伤效能评估提供方法，为舰艇抗爆抗冲击防护设计提供参考。