水下爆炸冲击波相互作用的仿真分析
2012-10-11盛振新刘荣忠
火工品 2012年3期
盛振新,刘荣忠,郭 锐
(南京理工大学机械工程学院 智能弹药国防重点实验室,江苏 南京, 210094)
在同一片水域多个炸药发生爆炸时,爆炸冲击波会相互影响,而目前对于冲击波之间相互作用的研究尚少。大量论文对单个炸药水下爆炸进行了仿真计算[1-5],主要是利用 AUTODYN、MSC.DYTRAN 和LS-DYNA等动力学仿真软件。张振华[1]和肖秋平[3]分别利用MSC.DYTRAN和AUTODYN计算了球形药包在无限水域中的爆炸过程,分析了网格密度和水的状态方程参数对水下爆炸冲击波的影响。吴国群等人[5]利用两发电雷管进行水下爆炸试验,模拟研究两个相同药量药包水下爆炸形成的冲击波之间的相互作用,结果表明起爆延时和间距的改变会对水下爆炸冲击波之间的相互作用有较大影响。为了更加直观地研究水下爆炸冲击波之间的相互作用,本文利用AUTODYN对两发炸药水下爆炸冲击波进行仿真计算,深入研究水下爆炸冲击波之间的相互作用,为提高水下爆炸的威力提供一定的理论参考。
1 炸药水下爆炸数值模拟
1.1 仿真模型
文中利用AUTODYN动力学仿真软件,对炸药水下爆炸的过程进行仿真计算,为了避免 Lagrange算法经常遇到的网格大变形所导致的计算困难,采用Euler算法。
建立二维面对称有限元模型,计算模型水域尺寸为1 000mm×500mm,设置网格数为500×250,两发TNT球形裸装炸药半径均为20 mm,质量为54.62 g,装药间距为100mm,采用中心起爆方式,模型及相关尺寸如图1(a)所示。为了将单发炸药水下爆炸冲击波和两发炸药水下爆炸冲击波进行对比分析,还需建立单发炸药的计算模型,如图1(b)所示。……
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