气泡帷幕对水下爆炸冲击波的衰减研究

摘要

水下爆炸产生的冲击波对周围环境有巨大的破坏作用，采取气泡帷幕防护对爆破区域保护意义重大。为研究气泡帷幕层数对水下爆炸冲击波的衰减作用，使用Autodyn有限元软件建立了自由水域和不同层数气泡帷幕的水下爆炸模型，并对数值模型进行试验验证，拟合出了冲击波峰值超压的公式，并对比分析了不同气泡帷幕层数对水中冲击波衰减效果的影响。研究结果表明：气泡帷幕能明显削弱水下爆炸冲击波的峰值超压，1层气泡帷幕衰减比例可以达到83%以上，随着气泡帷幕层数的增加，对水下冲击波的衰减可以达到94%以上，2层气泡帷幕时气泡帷幕背爆面距爆心12 m处峰值超压比1层减少了61.94%,3层气泡帷幕时，背爆面距爆心12 m处比2层气泡帷幕时减少11.38%,4层气泡帷幕时气泡帷幕背爆面距爆心12 m处峰值超压仅比3层减少了6.42%,气泡帷幕可以明显地削弱水中冲击波。此外，较少的气泡帷幕层数可以明显衰减水下爆炸冲击波，但是随着气泡帷幕层数的增加，衰减效果越来越不明显。

关键词

水下爆炸 / 气泡帷幕 / 衰减 / 数值模拟 / 峰值压力

基金资助

安徽省高校科学研究项目(KJ2021A0431); 广西重点研发计划(桂科AB22035001); 安徽省自然科学基金(1908085QA33); 安徽理工大学引进人才科研启动基金项目(11881); 广西重点研发计划(防科AB21014001)