水下爆炸作用下结构响应的数值计算研究综述
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摘要
分析和总结了水下爆炸现象数值模拟以及水下爆炸作用下结构响应的数值计算研究进展。首先概述了水下爆炸现象包括装药的爆轰、冲击波的产生和传播、气泡的形成和脉动三个阶段数值计算的研究情况;接着阐述了地震波作用下、水中冲击波作用下、气泡脉动压力作用和多种载荷同时作用时结构响应的数值研究概况;最后对此课题的研究方向提出了几点建议。
The researching development of numerical simulation of structural responses to underwater explosion is reviewed in the paper in terms of the numerical value calculations in the three stages detona-tion,the generation of air bubbles and their impulsion,and the generation of shockwaves and their trans-mission.The numerical simulations of structural responses to underwater explosion,which is resulted form earthquake wave,shockwaves,bubble impulse,combined forces,are also summarized respectively.Some suggestions are made for the researching direction in this field.
The researching development of numerical simulation of structural responses to underwater explosion is reviewed in the paper in terms of the numerical value calculations in the three stages detona-tion,the generation of air bubbles and their impulsion,and the generation of shockwaves and their trans-mission.The numerical simulations of structural responses to underwater explosion,which is resulted form earthquake wave,shockwaves,bubble impulse,combined forces,are also summarized respectively.Some suggestions are made for the researching direction in this field.
引文
(1)Cole R H.Underwater Explosions[M].New Jersey:LI-SA,Princeton University Press,1948.
(2)恽寿榕,涂侯杰,梁德寿,等.爆炸力学计算方法[M].北京:北京理工大学出版社,1995.
(3)丁刚毅,王廷增.高分辨格式在爆轰数值模拟中的应用[J].北京理工大学学报,1992,12(2):25-29.
(4)孙承纬.爆轰传播研究的近代进展[J].爆轰波与冲击波,1997(3):1-22.
(5)朱建士.关于爆轰数值模拟的建模[J].含能材料,2004,12(A02):483.
(6)王元书.高能炸药非理想爆轰的二维数值模拟[J].含能材料,2004,12(A02):514-515.
(7)梁龙河,曹菊珍,袁仙春.水下爆炸特性的二维数值模拟研究[J].高压物理学报,2004,18(3):203-208.
(8)Chan S K.An Improvement in the Modified Finite Ele-ment Procedure for Underwater Shock Analysis[A].Proceeding of 62nd Shock and Vibration Symposium[C].Oct,1992.
(9)张振华,朱锡,白雪飞.水下爆炸冲击波的数值模拟研究[J].爆炸与冲击,2004,24(2):182-188.
(10)方斌,朱锡,张振华,等.水下爆炸冲击波数值模拟中的参数影响[J].哈尔滨工程大学学报,2005,26(4):419-424.
(11)Britt J R.Bottom Reflection of Underwater ExplosionShock Waves:Computer Program[R].AD-A204130,1971.
(12)Williamson R.Prediction Techniques for Refraction ofUnderwater Explosion Shock Waves:Programs forComputing Refraction Effects and Peak TransnationalVelocity[R].AD-A003435,1974.
(13)王继海.二维非定常流和激波[M].北京:科学出版社,1994.
(14)Kamegai M.A Study of Near Surface and UnderwaterExplosions by Computer Simulations[R].UCRL-ID-116360,1994.
(15)郑哲敏.爆炸处理水下海淤软基[A].工程爆破文集第四辑[C].北京:冶金工业出版社,1993:3-5.
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(20)顾文彬,孙百连,阳天海,等.浅层水中沉底爆炸冲击波相互作用数值模拟[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2003,4(6):64-68.
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(22)任新见,汪剑辉.集团装药浅层水中爆炸数值模拟技术[J].西部探矿工程,2005,17(10):125-127.
(23)顾文彬,苏青笠,刘建青,等.水下平面爆炸冲击作用下空化区域形成及其特征[J].爆破,2004,21(4):8-11.
(24)崔桂香,潘岩,张兆顺,等.深水强爆炸的数值模拟[J].空气动力学学报,1995,13(2):117-124.
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(28)Keller J B,et al.Damping of Underwater ExplosionBubble Oscillation[J].Journal of Applied Physics,1956,27(1):1152-1161.
(29)李玉民,倪芝芳.水中爆炸气泡脉动流场的数值计算[J].爆炸与冲击,1996,16(4):377-381.
(30)梁龙河,曹菊珍,王元书.水下爆炸特性的一维球对称数值研究[J].高压物理学报,2002,16(3):199-203.
(31)陈菲,张梦萍,徐胜利.运动激波和气泡串相互作用的初步数值模拟[J].计算物理,2004,21(5):443-448.
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(33)佟锦嶽,石教往,熊长汉,等.水下工程爆炸对环境影响规律研究(下)[J].爆破,2000(4):1-4.
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(37)谷任国,周传波,水下爆破震动影响因素的灰关联分析[J].爆破,2001,18(4):15-17.
(38)顾文彬,叶序双,王自力.水中爆炸冲击波作用下混凝土墩动态响应初步分析[J].爆炸与冲击,1999,19(1):72-77.
(39)李国华,李玉节,张效慈,等.浮动冲击平台水下爆炸冲击谱测量与分析[J].船舶力学,2000,4(2):51-60.
(40)Barnes R A,Hetheringtion J G,Smith P D.BubbleScreens for Underwater Shock Attenuation.ExplosivesEngineering,1988,(3):6-9.
(41)Zong Z.Dynamic plastic response of a submerged free-free beam to an underwater gas bubble[J].Acta Me-chanica,2003,161(3-4):179-194.
(42)李玉节,张效慈,吴有生,等.水下爆炸气泡激起的船体鞭状运动[J].中国造船,2001,42(3):1-7.
(43)姚熊亮,陈建平,任慧龙.水下爆炸气泡脉动压力下舰船动态响应分析[J].哈尔滨工程大学学报,2000,21(1):1-5.
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(45)Gong S W.Structural Analysis Of a Submarine PipelineSubjected to Underwater Shock[J].International Journalof Pressure Vessels and Piping,2000,77(7):417-423.
(46)林大泽,李泽华.水下爆破载荷引起坞门振动响应试验研究[J].火炸药学报,2000,23(1):43-46.
(47)余晓菲,刘土光,严谨.水下爆炸与冲击载荷作用下结构物的响应特性[J].中国造船,2004,45(B12):202-208.
(48)吴成,冯顺山,任晓雪,等.不同冲击载荷下水中砼破坏机理的初步研究[J].爆破,2001,18(4):7-10.
(49)吴成,金俨,李华新.固支方板对水中爆炸作用的动态响应研究[J].高压物理学报,2003,17(4):275-282.
(50)刘希国,赵红平,吴永礼,等.裂纹在冲击载荷作用下起裂的临界载荷面[J].爆炸与冲击,2001,21(3):198-204.
(2)恽寿榕,涂侯杰,梁德寿,等.爆炸力学计算方法[M].北京:北京理工大学出版社,1995.
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(7)梁龙河,曹菊珍,袁仙春.水下爆炸特性的二维数值模拟研究[J].高压物理学报,2004,18(3):203-208.
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(13)王继海.二维非定常流和激波[M].北京:科学出版社,1994.
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