摘要在现代战争中，水下爆炸一直是水面舰艇的主要威胁之一，其产生的载荷非常复杂，包括冲击波产生的载荷、爆炸后引起的气泡脉动载荷、气泡脉动导致的滞后流载荷、以及气泡坍塌的射流载荷等。其中，冲击波载荷是一种高频载荷，会对水面舰艇结构发生局部破坏；而爆炸后气泡脉动引起的载荷属于低频载荷，其对于船体结构造成总体破坏。因此，对于水下爆炸气泡运动的研究是必要的。本文采用理论分析和基于ABAQUS软件中的欧拉法数值模拟结合的方法研究水下爆炸气泡在水下、近自由水面和刚性界面附近的运动特性，通过将模拟结果与现有的气泡脉动研究成果进行对比，以此证明基于ABAQUS欧拉法模拟水下爆炸气泡脉动得可行性，旨在为以后研究水下爆炸气泡脉动提供一种新的研究方法。95187

毕业论文关键词：水下爆炸；气泡脉动；自由面；刚性壁；欧拉法

Abstract In modern warfare, underwater explosions have been one of the major threats to surface ships, and their loads are very complex, including the loads generated by shock waves, the pulsating load caused by the explosion, the hysteresis load caused by bubble ripple, and the collapse of the bubbles of the jet load。 Among them, the shock wave load is a high frequency load, will surface damage to the surface of the ship structure; and the explosion after the bubble pulse caused by low-frequency load, the hull structure caused by the overall damage。 Therefore, the study of underwater explosion bubble movement is necessary。 In this paper, the motion characteristics of underwater explosion bubbles in the vicinity of underwater, near free surface and rigid interface are studied by theoretical analysis and numerical simulation of Eulerian method in ABAQUS software。 The simulation results are compared with the existing bubble pulsation research results and to prove the feasibility of simulating the pulsation of underwater explosion bubbles based on the ABAQUS Euler method。 The aim of this study is to provide a new research method for the study of underwater explosion bubble pulsation。

Key words: underwater explosion; bubble pulsation; free surface; rigid wall; Eulerian

目 录

第一章 绪论 1

1。1引言 1

1。2水下爆炸气泡领域研究的历史和现状 2

1。2。1理论分析发展现状 4

1。2。2试验研究发展现状 4

1。2。3数值模拟发展现状 4

1。3水下爆炸气泡数值模拟研究存在的主要问题 5

1。4本文主要研究的内容 5

第二章 水下爆炸气泡数值模拟 7

2。1引言 7

2。2 ABAQUS的欧拉数值模拟方法 7

2。3网格划分和边界条件对水下爆炸气泡数值模拟的影响 9

2。3。1网格划分对数值模拟的影响 9

2。3。2边界条件对数值模拟的影响 10

2。4气泡脉动的数值模拟和计算方法 11

2。4。1控制方程 11

2。5。2状态方程 12

2。6小结 13

第三章 自由场水下爆炸气泡数值模拟研究 14

3。1数值模拟