Dado que las ojivas de armas submarinas utilizan comúnmente explosivos de forma cilíndrica, y la suposición tradicional de equivalente esférico solo es aplicable al campo lejano en un contexto ingenieril, este artículo, basado en la teoría de curvas polares de ondas de choque, revela los mecanismos de reflexión y transmisión de la onda de detonación en la interfaz entre el explosivo y el agua, y explica el mecanismo de formación de la presión inicial de la onda de choque; además, se establece un modelo de simulación numérica tridimensional ALE (Arbitrar Lagrangiano-Euleriano) para estudiar sistemáticamente el efecto de la relación longitud-diámetro (1.5:1~4:1) y el efecto de dirección (0°~90°) bajo condiciones de detonación central sobre las características de la carga de la onda de choque en un rango de distancia de explosión adimensional de 1 a 20, validando la efectividad del modelo mediante análisis teórico, fórmulas empíricas y datos experimentales. Los resultados muestran que después de la explosión del explosivo cilíndrico, la onda de choque inicial presenta forma elipsoidal; a mayor relación longitud-diámetro, mayor diferencia en la velocidad de propagación axial y radial; la presión máxima muestra un efecto direccional significativo en el campo cercano, con un valor máximo inicial en el eje, que se desplaza gradualmente hacia la dirección radial con el aumento de la distancia de explosión y supera al explosivo esférico equivalente. Este desplazamiento direccional puede explicarse desde las diferencias geométricas en la distribución de energía, la interacción de ondas dispersas y ondas de compresión, y el efecto de superposición asincrónica a tres niveles. El impulso se ve menos afectado por la relación longitud-diámetro y el efecto direccional, ya que la combinación de la presión máxima y el tiempo de decaimiento hace que el impulso tienda a uniformarse en todas las direcciones. La tendencia de variación de la densidad del flujo de energía es similar a la de la presión máxima; sin embargo, en general, la eficiencia destructiva omnidireccional del explosivo cilíndrico es menor que la del explosivo esférico equivalente, debido al efecto de superposición asincrónica. Este estudio proporciona una base teórica para el diseño optimizado de ojivas cilíndricas, evaluación de potencia y diseño de protección anti-explosión para barcos.

Explosión submarina;Explosivo cilíndrico;Onda de choque;Relación longitud-diámetro;Curvas polares de ondas de choque;Simulación numérica