圆筒水下爆炸冲击响应

旨在研究声固耦合法模拟水下爆炸对圆筒的冲击,运用大型有限元软件 ABAQUS 声固耦合算法分别对密封圆筒与透水圆筒水下爆炸模型进行计算分析,并与理论公式结果进行对比分析。结果表明：利用 ABAQUS 声固耦合算法可以比较准确地模拟圆筒水下爆炸分析,能够满足工程要求;另外,在相同的水下爆炸作用下,透水圆筒比密封圆筒具有更好的抗爆炸和抗冲击性能。     

水下爆炸信号的定位研究

被动声纳中,目标定位的测定只能利用目标声源发出的信号或噪声,爆炸声源与常用的电声式脉冲声纳发射器比较起来,具有某些明显的优点,可代替发射换能器来实现距离和方位的测定.针对水下爆炸声源,采用三元标量阵进行研究,通过确定信号到达各个阵元的时延信息来测定其目标方位和距离,并利用内插方法提高定位精度.实验结果表明,不同位置处爆...     

深海浮球内部气压对水下内爆波的抑制机理

深海潜器常携带中空浮球来为其提供浮力。陶瓷因其高强度、低密度等优点成为浮球的理想材料。然而,中空结构在外部高压环境下易发生内爆,产生的内爆波会对周围结构产生毁灭性损害。为了探索浮球内部初始气压对内爆波的影响,首先,利用气泡动力学对其不考虑球壳影响时进行理论分析,得到内爆波压力脉冲沿径向以指数?1 衰减,并指出其物理意义和隐含假设,进而从能量分析得到增加内压使压缩空气消耗的能量增加,从而减弱释放到水中的压力波能量;其次,采用三相流固耦合有限元模型进行计算,考虑水的可压缩性和球壳因挤压引起的脆性破裂的影响,得到更为接近实际的内爆压力的分布。由于两侧挤压球壳,外部的水在不断扩大的缺口处产生向内的射流,造成内部气体非球形塌缩,后续压力波呈现出与球壳碎裂方式有关的方向性差异。通过有限元模型对内部初始气压的研究表明,增加初始内部气体压力到 1 MPa 时,压力脉冲在球壳表面处下降了 15. 6%~24. 8%。这一结果表明,在几乎不增加浮球质量的条件下,增加内部初始气压具有很好地抑制近端内爆波强度的效果。     

壳体厚度对战斗部爆炸气泡特性影响的数值模拟研究

采用LS-DYNA软件,对装药半径为0.15m、0.42m、0.55m的战斗部有、无壳体的爆炸特性进行数值模拟研究,分析了炸药在有无壳体的水下爆炸时的冲击波压力、气泡脉动压力等特性参数,对比总结了不同当量、不同装药半径及有无壳体的数值计算结果。结果表明:壳体对水下爆炸气泡脉动的影响是较为显著的。壳体厚度对气泡形成时间没有太多影响,但对气泡压力峰值影响较大。因此,研究战斗部水下爆炸威力时必须考虑壳体因素,不能简化。     

无限水域中壳体对爆破型战斗部爆炸威力的影响研究

基于战斗部水中爆炸威力评估方法,选取某型爆破型战斗部为研究对象,通过建立有效的爆破型战斗部有限元模型,设计出科学合理的仿真计算工况,利用 ALE 方法分析研究无限水域中壳体对爆破型战斗部爆炸威力的影响。 结果表明:壳体对爆炸威力的影响呈现出振荡衰减特性,且爆距越近振荡越大,爆距越远衰减越明显;壳体密度越大振荡越大,衰减越大。 可为水中兵器爆炸威力设计与评估提供参考。     

近场MVDR聚焦波束扫描声图定位方法研究

声图测量技术是一种适用于近场的高精度被动定位技术,可以用来测量舰船辐射噪声源位置的空间分布。声图测量的核心算法是聚焦波束形成。算法的分辨力与阵长、信号处理频段以及目标距离有关。当阵长一定、测量区范围给定时,算法对低频声源的分辨力较差。MVDR波束形成法可较常规波束形成获得更高的分辨力,降低旁瓣。采用MVDR与聚焦波束形成相结合的方法可提高对舰船各部位辐射噪声源的分辨力。     

基于声场模型的猎雷声呐探测成像仿真方法

针对猎雷声呐对水雷目标探测仿真问题,提出一种基于运动学信息与水下声场传播耦合分析的探测成像仿真方法。利用Bellhop3D声场分析方法对水下声信道信号冲击响应进行计算,结合信号复分析方法得到信号传播信道参数以构建声散射模型,以运动耦合方式综合分析声呐搭载平台位置、姿态及速度等因素对回波信号的影响,通过综合考虑上述因素来模拟目标回波信号,从而利用较为真实的等效回波信号进行图像重构。以高频前视声呐为例,对声呐探测沉底水雷目标情况进行了仿真,结果表明,该方法能够得到高频声呐对沉底水雷目标的探测图像,与实际情况具有一致性,可为进一步构建反水雷相关模拟仿真训练系统提供参考。     

水中兵器空投入水冲击仿真分析

水中兵器空投入水瞬间,在强大的水流冲击作用下,弹体结构会承受较大载荷。首先采用近似理论分析了弹体垂直入水时的最大载荷,然后采用LS-DYNA对弹体空投入水过程进行了模拟仿真分析,包括垂直入水和倾斜入水。计算结果显示:仿真分析能很好地模拟弹体入水冲击过程,有较高的准确度,相比于近似理论分析,模拟仿真可用于各种头型弹体入水冲击计算,以及各种姿态的入水动态变化过程模拟分析,具有更广的应用范围。     

An Analytical Solution for Dynamic Response of the Plate with Different Impedances Subjected to Underwater Explosion

In this paper, the transmitted part of the incident wave is considered to revise Taylor’s solution, which is used to extend its application for analytical models to predict the response of the plate with different material properties. The influence of the material properties and the boundary condition of the plate on fluid and structural dynamics is systematically investigated. The analytical results are compared with those of detailed dynamic FE simulations and the two are in good agreement. The results indicate that the analytical method is valid and suitable for the plates with different material properties subjected to underwater explosion. It is found that Taylor’s results of the plate with small impedance are invalid, which indicates a potential application field for the analytical method.     

水下航行体双空泡相互作用数值模拟研究

高速水下航行体头肩部和表面突起等位置很容易产生空泡,不失一般性,将表面突起结构简化为一定高度的台阶.针对简化的航行体模型,基于数值模拟方法研究了头肩部空泡与台阶处空泡、头肩部空泡与尾空泡2种类型的双空泡相互作用问题.不同的来流攻角下,头肩部空泡与台阶处空泡的作用过程存在区别,可以分为大攻角和小攻角2种类型.当尾空泡内有...     

水下武器抗爆试验爆源等效问题分析

针对水下武器装备抗爆试验中等效药包试验缺乏明确实施规范和标准的问题,从常用的经验公式出发,通过分析计算和实例,对冲击波超压等效和冲击因子等效方法进行了比对。 其中冲击因子等效方法考虑到了药包质量、爆距、爆炸与目标相对位置和姿态等因素,以等效试验结论的合理性和贴近实际程度为依据,以实际试验为例对等效试验实施进行了分析,建议等效试验爆源药量选择15 ~ 20 kgTNT 当量为宜。     

水下仿生流场探测技术研究进展

随着对海洋的探索与开发,水下探测技术的发展起到了重要作用。水生动物的敏感器官,如鱼类的侧线和海豹的胡须等,可感知物体运动产生的水动力尾迹。受此启发,仿生流场探测技术克服了光学与声学探测在水下复杂环境中近场感知的局限性,已成为目前的研究热点。首先,对典型水下探测技术的研究现状进行了总结。然后,解释了水下仿生流场探测的原理,总结了基于不同原理设计的仿生流场传感器的研究进展,分析了水动力流场探测方法的研究进展。最后,给出了水下仿生流场探测工作中亟需解决的关键问题,并对未来的研究方向做了进一步展望。     

Underwater Explosion Treatment of Marine Soft Foundation

The consolidation of soft foundation is a problem that commonly appears in harbor construction engineering on muddy coast. Introduced in this paper is the experimental study on underwater explosion treatment of soft foundation, including the regulations of explosion hollow development and medium movement, the law of similarity of densification and settlement of filled stone mass by shock wave pressure and explosion energy and their construction technologies, etc. A number of projects have been completed by applying this new technique, and the technique itself has been proved practicable.     

电极前置式水下组合磁源磁场研究

随着敌人反潜力量的增强,目前的磁诱饵磁源结构存在着磁模拟耗能大导致诱饵续航不足的问题,越来越无法满足在战役层面的作战需要。针对此问题,基于现有的航行体尾部拖曳后置两电极式磁源结构,提出单电极前置式组合磁源方案,建立其空中磁场分布模型,并进行了仿真分析。结果表明：单电极前置式组合磁源结构能保证较好模拟目标磁场的同时,减小磁模拟消耗的电流,可以实现能源的高效利用。