空中和水下爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸效应对比分析

摘要：

爆炸冲击波在不同物理属性介质中的传播特性存在较大差别，使得其对数值模拟网格尺寸的依赖性也不尽相同。采用Euler算法建立了不同当量、不同网格尺寸下自由场空中和水下爆炸的全耦合数值模型，通过数值解与经验公式计算值对比，对空中和水下不同比例爆炸距离处爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸效应及计算精度进行了对比研究。结果表明对于空中爆炸，比例爆炸距离较大处冲击波峰值超压的数值计算误差较小，而水下爆炸基本上与此相反；空中爆炸冲击波峰值的数值计算误差曲线以比例爆炸距离0.7 m/kg1/3为界，具有明显的“前陡后缓”特征，而水下爆炸的误差曲线整体上较为平缓。此外，文中提出可采用“炸药半径与网格尺寸之比”确定网格尺寸，通过具体算例证明了该方法对不同当量的空中爆炸和水下爆炸问题均具有较强的适用性。

关键词：网格尺寸效应、空中爆炸、水下爆炸、爆炸冲击波、炸药当量、比例爆炸距离

分类号：TV312(水工结构)

资助基金：国家创新研究群体科学基金资助项目51321065；国家自然科学基金资助项目51379141；天津市应用基础与前沿技术研究计划13JCYBJC19400

在线出版日期：2015-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：298-306