兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (1): 231099-.doi: 10.12382/bgxb.2023.1099
杨科1, 周章涛2, 马宏昊1,3,*(), 姚象洋1, 傅力衡1, 徐庆涛1, 沈兆武1
收稿日期:
2023-11-10
上线日期:
2024-01-23
通讯作者:
基金资助:
YANG Ke1, ZHOU Zhangtao2, MA Honghao1,3,*(), YAO Xiangyang1, FU Liheng1, XU Qingtao1, SHEN Zhaowu1
Received:
2023-11-10
Online:
2024-01-23
摘要:
为控制炸药水下爆炸能量分布,实现定向打击,研究一种典型炸药-空气柱形装药结构爆炸压力场分布特征。通过实验与数值模拟探究含不同尺寸空气域结构水下爆炸的压力和冲量分布情况,发现空气域对炸药水下爆炸具有定向增强效应。模拟结果表明:空气域会导致爆轰产物冲击空气-水边界,空气域方向近场峰值压力增强现象;伴随气泡形态变化,形成隔绝能量的花瓶状气泡,使空气域后方出现冲量增强现象;上述增强现象均随着距离增加而逐渐消失,其中冲量增强效应的影响范围更广。研究结果表明,空气域的存在可以显著增强该方向近场范围内的毁伤效果。
中图分类号:
杨科, 周章涛, 马宏昊, 姚象洋, 傅力衡, 徐庆涛, 沈兆武. 邻空气域装药水下爆炸压力场特征研究[J]. 兵工学报, 2025, 46(1): 231099-.
YANG Ke, ZHOU Zhangtao, MA Honghao, YAO Xiangyang, FU Liheng, XU Qingtao, SHEN Zhaowu. Study on Pressure Field Characteristics of Underwater Explosion of Neighbor Air Domain Charge Structure[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(1): 231099-.
ρ0/ (g·cm-3) | D/ (m·s-1) | A/ GPa | B/ GPa | R1 | R2 | ω | e/ (J·g-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1.63 | 6900 | 371 | 3.2 | 4.15 | 0.95 | 0.3 | 7000 |
表1 TNT参数
Table 1 JWL parameters of TNT explosive
ρ0/ (g·cm-3) | D/ (m·s-1) | A/ GPa | B/ GPa | R1 | R2 | ω | e/ (J·g-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1.63 | 6900 | 371 | 3.2 | 4.15 | 0.95 | 0.3 | 7000 |
ρ0/(g·cm-3) | c(cm·μs-1) | γ0 | a | S1 | S2 | S3 |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0.164 7 | 0.5 | 0 | 2.56 | 1.986 | 1.226 8 |
表2 水状态方程参数
Table 2 Equation of state parameters for water
ρ0/(g·cm-3) | c(cm·μs-1) | γ0 | a | S1 | S2 | S3 |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0.164 7 | 0.5 | 0 | 2.56 | 1.986 | 1.226 8 |
C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0.4 | 0.4 | 0 |
表3 空气状态方程参数
Table3 Equation of state parameters for air
C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 |
---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0.4 | 0.4 | 0 |
A/MPa | B/MPa | C | m | n | Tm |
---|---|---|---|---|---|
293 | 230 | 0.0652 | 0.706 | 0.578 | 1795 |
表4 钢材料参数
Table 4 Parameters of steel
A/MPa | B/MPa | C | m | n | Tm |
---|---|---|---|---|---|
293 | 230 | 0.0652 | 0.706 | 0.578 | 1795 |
炸高与空气域高度 | K | ||||
---|---|---|---|---|---|
0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | |
炸药高度/mm | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
空气域高度/mm | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
表5 各工况参数
Table 5 Parameters of each case
炸高与空气域高度 | K | ||||
---|---|---|---|---|---|
0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | |
炸药高度/mm | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
空气域高度/mm | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
图14 不同工况下边界外部能量发展(左为压力云图,右为物质流动云图)
Fig.14 Development of boundary external energy under different conditions(left:pressure cloud image,and right:material flow cloud image)
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