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摘要
为进一步研究近自由面水下爆炸受到刚性壁、刚性柱影响,气泡呈现出的复杂运动特性,首先基于LS-DYNA有限元软件建立了近自由面和刚性边界下水下爆炸气泡脉动运动数值计算方法,并依据已有经验公式和试验结果对数值方法的有效性进行验证;然后,在真实尺寸的水下爆炸模型基础上,研究了刚性壁、刚性单柱附近水下爆炸气泡总体运动过程、能量释放及射流载荷特性。结果表明:刚性壁与刚性柱附近水下爆炸,气泡收缩阶段在浮力和Bjerknes力共同作用下形成偏向刚性壁(刚性柱)方向的射流,气泡射流时气泡动能、水平位移显著提高,并且脉冲荷载指向刚性边界,相较自由场刚性边界附近脉冲荷载增加,远离刚性边界一侧脉冲荷载降低,其中刚性壁对气泡射流的增强作用明显大于刚性柱;随着比例距离增加,气泡脉动现象趋于自由边界,当气泡与刚性壁距离大于3倍气泡半径、与刚性柱距离大于2倍气泡半径时,刚性边界对气泡脉动的影响基本可以忽略。
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