Учитывая, что боевые части водных оружий часто используют цилиндрические взрывчатые вещества, тогда как традиционное эквивалентное шаровое предположение применимо только для дальнего поля инженерного контекста, данная статья на основе теории полярных кривых ударных волн раскрывает механизмы отражения и прохождения детонационных волн на границе взрывчатого вещества и воды, объясняет механизм формирования начального давления ударной волны; далее создается трехмерная численная модель произвольного Лагранжа-Эйлера (ALE) для систематического изучения влияния коэффициента длины к диаметру (1.5:1~4:1) и углового эффекта (0°~90°) при условиях центральной детонации на характеристики нагрузок ударной волны в безразмерном диапазоне расстояний взрыва 1~20, а также подтверждается эффективность модели через теоретический анализ, эмпирические формулы и экспериментальные данные. Результаты показывают, что после взрыва цилиндрической взрывчатки начальная ударная волна имеет эллипсоидную форму, при увеличении коэффициента длины к диаметру различие скоростей распространения по оси и в радиальном направлении увеличивается; пиковое давление в ближнем поле проявляет значительный угловой эффект, максимальное значение начального пикового давления располагается по оси, при увеличении расстояния взрыва оно постепенно смещается в радиальном направлении и превышает значение для эквивалентного шарового взрывчатого вещества. Это смещение направления можно объяснить с трех уровней: геометрические различия распределения энергии, взаимодействие разреженной и сжимающей волн и эффекты несинхронного наложения. Импульс менее чувствителен к воздействию коэффициента длины к диаметру и углового эффекта, поскольку совместное влияние пикового давления и времени затухания приводит к равномерному импульсу в разных направлениях. Тенденция изменения плотности энергетического потока схожа с пиковым давлением, но в целом эффективность разрушения цилиндрической взрывчатки во всех направлениях ниже, чем у эквивалентной шаровой, что объясняется эффектом несинхронного наложения. Исследование предоставляет теоретическую основу для оптимизации конструкции цилиндрических боевых частей, оценки мощности и проектирования противопульной защиты кораблей.

Подводный взрыв;Цилиндрическая взрывчатка;Ударная волна;Коэффициент длины к диаметру;Полярные кривые ударных волн;Численное моделирование