基于SPH-FEM方法聚能装药对水中结构的破坏机理研究

来源 :2018第十二届全国爆炸力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hxz22
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  为有效提高武器装备对现代舰艇的毁伤能力,各国纷纷采用聚能装药战斗部水中兵器打击舰艇结构,致力于研究水中定向聚能爆炸技术。聚能装药水下爆炸载荷主要包括聚能射流、水下爆炸冲击波及气泡等,有关多种载荷联合作用下结构的毁伤机理及战斗部材料对水中兵器威力影响规律的研究成果较为少见。聚能装药水下爆炸是一个强非线性多场耦合问题,产生的瞬态冲击载荷会对结构产生多种损伤破坏机制,常规的单一算法在解决此类问题时具有一定的局限性。本文拟采用具有无网格性质和拉格朗日性质的光滑粒子流体动力学(SPH)方法求解聚能装药近场水下爆炸载荷,利用有限元方法(FEM)求解复杂结构的动力学响应,综合利用两种算法各自的优势,建立适用于聚能装药水下爆炸的三维SPH-FEM流固耦合模型和计算方法;在此基础上,研究聚能射流的形成机理、冲击波在多相介质中的传播规律以及物面附近气泡的非对称特征;最后,考虑金属射流、冲击波以及气泡与结构的非线性耦合作用,探究多种载荷联合作用下水中结构的毁伤机理,并据此设计相关实验验证所建立模型及计算方法的正确性,旨在揭示聚能装药水下爆炸冲击载荷对结构的破坏机理,为现代化作战高效攻击武器研究提供参考。
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