文章标题：球形炸药水下爆炸的舰船空化效应研究

文章作者：贾则, 刘建兵, 权琳, 陈高杰, 张姝红
关 键 字：水下爆炸;冲击波;数值模拟;空化效应;动态响应
文章摘要：运用通用软件MSC.Dytran建立舰船、炸药和水域的有限元模型，并利用该软件进行有限元分析，准确地模拟出了爆炸冲击波在水中的传播过程、空化效应以及整船结构的动态响应，为舰船的抗冲击性能分析提供了输入条件。通过数值模拟可知：炸药水下爆炸后产生的冲击波会以球面波的形式传播开来，速度接近水中声速；冲击波的瞬时压力与时间的关系呈指数分布，但在水面附近由于空化效应迅速衰减，与库尔理论吻合较好。水中爆炸产生的冲击波是影响舰船冲击响应的主要因素，尤其是冲击波的垂向作用影响更大；冲击载荷主要作用集中在舰底，其所承受的应力要比上层建筑大很多，全船的最大应力就集中在船肿的迎爆面位置。水下爆炸产生的冲击波最先作用到舰底，接着冲击振动通过舰船的垂向结构会向上层快速传递，一直传到甲板和上层建筑为止，与此同时垂向结构也会降低冲击振动的强度，所以舰船上层构件所受到的冲击响应会小于舰船底部或舰船舭部，并呈逐步减小的趋势。