Acta Armamentarii ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (1): 231201-.doi: 10.12382/bgxb.2023.1201
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WANG Tao1,2, LIU Liangtao1,*(), WANG Jinxiang1,**(
), ZHANG Yifan1
Received:
2023-12-21
Online:
2024-04-29
Contact:
LIU Liangtao, WANG Jinxiang
CLC Number:
WANG Tao, LIU Liangtao, WANG Jinxiang, ZHANG Yifan. The Damage Characteristics of Underwater Explosion of Explosives with Different Energy Structures on the Side Multi-cabin Structure[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(1): 231201-.
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ρ0/ (kg·m-3) | C/ (m·s-1) | γ0 | a | S1 | S2 | S3 | E/MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1025 | 1480 | 0.35 | 0 | 1.921 | -0.096 | 0 | 0.2895 |
Table1 Parameters of water[43]
ρ0/ (kg·m-3) | C/ (m·s-1) | γ0 | a | S1 | S2 | S3 | E/MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1025 | 1480 | 0.35 | 0 | 1.921 | -0.096 | 0 | 0.2895 |
ρ/ (kg·m-3) | E/Pa | μ | A/Pa | B/Pa | C | m |
---|---|---|---|---|---|---|
7850 | 2.1×1011 | 0.3 | 4.6×108 | 3.2×108 | 0.022 | 1 |
n | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | |
0.36 | 0.2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Table2 Parameters of 907A steel
ρ/ (kg·m-3) | E/Pa | μ | A/Pa | B/Pa | C | m |
---|---|---|---|---|---|---|
7850 | 2.1×1011 | 0.3 | 4.6×108 | 3.2×108 | 0.022 | 1 |
n | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | |
0.36 | 0.2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
炸药 | A/GPa | B/GPa | R1 | R2 | ω | E/GPa | ρ/(kg·m-3) | DC-J/(m·s-1) | pC-J/GPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TNT | 373.8 | 3.75 | 4.15 | 0.9 | 0.35 | 7 | 1630 | 6930 | 21 |
PBXC19 | 2644.4 | 26.79 | 6.13 | 1.5 | 0.5 | 11.5 | 1896 | 9083 | 34.5 |
H6 | 758.07 | 8.513 | 4.9 | 1.1 | 0.2 | 10.3 | 1760 | 7470 | 24 |
PBXN111 | 372.9 | 5.412 | 4.453 | 1.102 | 0.35 | 12.95 | 1792 | 6476 | 20.84 |
Table3 Parameters of explosives
炸药 | A/GPa | B/GPa | R1 | R2 | ω | E/GPa | ρ/(kg·m-3) | DC-J/(m·s-1) | pC-J/GPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TNT | 373.8 | 3.75 | 4.15 | 0.9 | 0.35 | 7 | 1630 | 6930 | 21 |
PBXC19 | 2644.4 | 26.79 | 6.13 | 1.5 | 0.5 | 11.5 | 1896 | 9083 | 34.5 |
H6 | 758.07 | 8.513 | 4.9 | 1.1 | 0.2 | 10.3 | 1760 | 7470 | 24 |
PBXN111 | 372.9 | 5.412 | 4.453 | 1.102 | 0.35 | 12.95 | 1792 | 6476 | 20.84 |
网格尺寸/cm | 炸药直径/网格尺寸 | 压力峰值/MPa | 误差/% |
---|---|---|---|
0.20 | 7.15 | 11.37 | 7.37 |
0.25 | 5.72 | 11.36 | 7.40 |
0.35 | 4.09 | 11.14 | 9.24 |
0.45 | 3.18 | 10.89 | 11.21 |
Table4 Convergence analysis of finite element mesh
网格尺寸/cm | 炸药直径/网格尺寸 | 压力峰值/MPa | 误差/% |
---|---|---|---|
0.20 | 7.15 | 11.37 | 7.37 |
0.25 | 5.72 | 11.36 | 7.40 |
0.35 | 4.09 | 11.14 | 9.24 |
0.45 | 3.18 | 10.89 | 11.21 |
序号 | 试验结果 | 仿真结果 | 序号 | 试验结果 | 仿真结果 |
---|---|---|---|---|---|
1 | | | 6 | | |
2 | | | 7 | | |
3 | | | 8 | | |
4 | | | 9 | | |
5 | | | 10 | | |
Table5 Comparison of numerically calculated results and experimental results
序号 | 试验结果 | 仿真结果 | 序号 | 试验结果 | 仿真结果 |
---|---|---|---|---|---|
1 | | | 6 | | |
2 | | | 7 | | |
3 | | | 8 | | |
4 | | | 9 | | |
5 | | | 10 | | |
炸药 | 压力峰值/ MPa | 气泡 周期/s | 气泡 半径/m | 比冲击波能/ (MJ·kg-1) | 比气泡能/ (MJ·kg-1) | et/ (MJ·kg-1) | es/esTNT | eb/ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TNT | 152 | 0.109 | 0.687 | 0.98 | 2.45 | 3.67 | 1.00 | 1.00 |
PBXC19 | 281 | 0.099 | 0.679 | 2.23 | 1.84 | 4.93 | 2.28 | 0.75 |
H6 | 159 | 0.123 | 0.760 | 1.15 | 3.53 | 5.01 | 1.17 | 1.44 |
PBXN111 | 194 | 0.130 | 0.799 | 1.80 | 4.16 | 6.41 | 1.84 | 1.70 |
Table 6 Underwater explosion results of different explosives
炸药 | 压力峰值/ MPa | 气泡 周期/s | 气泡 半径/m | 比冲击波能/ (MJ·kg-1) | 比气泡能/ (MJ·kg-1) | et/ (MJ·kg-1) | es/esTNT | eb/ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TNT | 152 | 0.109 | 0.687 | 0.98 | 2.45 | 3.67 | 1.00 | 1.00 |
PBXC19 | 281 | 0.099 | 0.679 | 2.23 | 1.84 | 4.93 | 2.28 | 0.75 |
H6 | 159 | 0.123 | 0.760 | 1.15 | 3.53 | 5.01 | 1.17 | 1.44 |
PBXN111 | 194 | 0.130 | 0.799 | 1.80 | 4.16 | 6.41 | 1.84 | 1.70 |
炸药 | 冲击波阶段/m | 气泡阶段/m |
---|---|---|
TNT | 2.78 | 5.48 |
PBXC19 | 3.62 | 5.33 |
H6 | 3.14 | 6.02 |
PBXN111 | 3.61 | 6.48 |
Table7 Average rupture diameter of side shell caused by different explosives during the shock wave and bubble stages
炸药 | 冲击波阶段/m | 气泡阶段/m |
---|---|---|
TNT | 2.78 | 5.48 |
PBXC19 | 3.62 | 5.33 |
H6 | 3.14 | 6.02 |
PBXN111 | 3.61 | 6.48 |
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