固支方板底部水下爆炸气泡射流研究

摘要：

近场水下爆炸气泡坍塌后形成的水射流能对舰船局部结构造成严重毁伤,而射流的形成具有非对称性,导致试验中难以测到其数据,目前关于水下爆炸气泡射流压力时程曲线的研究仍比较少见.为研究水射流的载荷特性,本文开展了当量为2.5 g的TNT炸药在不同爆距下的固支方板底部水下爆炸试验.首先通过水下压力传感器验证了试验数据的准确性,其次通过高速摄像得到了从炸药起爆到气泡与钢板作用产生射流全过程的图像,最后通过钢板中心的壁压传感器测得了水射流压力时程曲线,并在距钢板中心15 cm处设置了另外一组壁压传感器作为对照组,用来确定所测得的射流数据并非杂波.水下传感器记录到的试验数据表明,冲击波超压、气泡脉动周期最大气泡半径与经验公式间的误差在10％以内.高速摄像及壁压传感器记录到的结果显示,爆距为28 cm时能观测到3次射流现象,但由于爆距较远并未测到压力时程曲线,爆距为15,17.5及20 cm时测得了3次射流压力时程曲线,但由于爆距较近,且在冲击波作用下钢板与水面间存在大量气泡,导致高速摄像难以观测到试验现象.压力时程曲线显示,在第一次气泡脉动峰值后产生了3次射流,射流压力大小能达到冲击波的1/4.射流在第一次气泡脉动峰值后1-3 ms后出现,每次射流的时间间隔在0.9-2.4 ms之间.射流载荷持续时长在4-27 μs,持续时间随着距离的增加而大幅减小.

关键词：近场水下爆炸、水射流、壁面压力、方形板构件、气泡脉动

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资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;装备预研基金资助项目

在线出版日期：2022-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：114-124