圆柱壳下气泡脉动与射流试验特性研究

摘要

为研究水下爆炸气泡在圆柱壳结构下的动力学特征，设计一种圆柱壳下气泡脉动与射流试验系统。通过电火花生成装置产生气泡，采用高速摄影机捕捉气泡动力学特征图像，采用压力传感器采集圆柱壳底部壁面压力载荷变化数据，分析无量纲参数γ对气泡载荷峰值压力及持续时间的影响。试验结果表明：1)当γ为0.25、0.50时，气泡外形为倒蘑菇状-云团状；当γ为0.75、1.00时，气泡外形为柱状-云团状；当γ为1.25、1.50时，气泡外形表现为鸡蛋状-扇状。2)0.25≤γ≤1.50时，气泡冲击波载荷峰值压力随γ的增大而减小，冲击波载荷峰值压力持续时间随γ的增大而增大；气泡第一周期脉动和射流载荷峰值压力持续时间大于第二周期。3)0.25≤γ≤0.75时，气泡第一周期和第二周期脉动和射流载荷峰值压力均随γ的增大而减小。4)0.75<γ≤1.00时，气泡第一周期和第二周期脉动和射流载荷峰值压力均随γ的增大而增大。5)1.00<γ≤1.50时，气泡第一周期脉动和射流载荷峰值压力随γ的增大而减小，第二周期脉动和射流载荷峰值压力随γ的增大而缓慢增大。

关键词

水下爆炸 / 气泡 / 脉动 / 射流 / 圆柱壳