余 俊，刘国振，汪 俊，王海坤

(中国船舶科学研究中心，无锡 214082)

1 引 言

水下爆炸可以划分为三个重要阶段，包括装药的爆轰、冲击波向外传播和气泡脉动等过程。水下爆炸过程中除了会向周围流体传递冲击波载荷外，爆轰产物形成的爆炸气泡在脉动过程中也会向外传递冲击载荷[1]。当爆炸气泡附近存在结构和自由面等边界条件时，在爆炸气泡溃灭过程中容易产生指向结构或者背向自由面的水射流现象。水射流产生过程中涉及到爆炸气泡、自由面或者结构边界和水等多物质和多界面之间的复杂耦合过程，研究难度非常大。目前对于气泡射流的理论分析仅限于简单规则的情形[2-4]，而实验研究的可重复性和可变性较差[5-7]，所以对气泡的数值模拟研究逐渐得到重视。目前对于水下爆炸气泡运动模拟的数值方法也比较多，其中边界元方法(BEM)普遍应用在气泡动力学模拟计算领域。BEM法计算维数降低，计算效率较高，在模拟三维复杂几何形状边界面时具有一定的优势。文献[8-10]在BEM方法的理论模型、计算方法和切割处理技术等多个方面开展了研究，使BEM方法得以不断补充和完善。BEM法在气泡脉动周期以及气泡最大半径等模拟方面具有较好的精度，但是在气泡溃灭阶段，由于水射流的高速运动以及水锤效应的存在，流场中的速度梯度较大，故需要考虑流体的可压缩性以及大变形等影响。此时BEM法的求解精度明显下降，难以适应高精度模拟的要求。……