张 浩，赵梓斌，李上明,2

(1. 中国工程物理研究院总体工程研究所，四川，绵阳 621999；2. 工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室，四川，绵阳 621999)

对于水下冲击结构响应问题而言，准确地模拟水下冲击波作用在结构上的载荷是影响计算结果合理性的关键之一。在这类流固耦合问题中，水下结构满足连续介质条件，使用有限元方法离散，而水下结构周围的流体域则满足无限声学水域条件，当作无粘无旋的理想流体即声学波动介质处理。通过将有限元方程与模拟无限流域的方程耦合，用于分析无限流域下的结构冲击响应问题。

模拟无限流域常用的方法是通过无限域截断边界，将无限域截断成有限域，在截断边界上施加能准确反映无限水域动力特性的边界条件或单元，无反射边界条件和无限元法就是常用的方法之一，在有限元商用软件如ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA 等都能找到其应用方法。采用有限元商用软件中的无反射边界条件或无限元法时，为得到合理准确的计算结果，有限域的离散场要求较大，无限流域的截断边界半径通常要求是分析结构半径的6 倍或以上[1]。这就意味着当结构模型较大时，有限流域的离散场将会占据较多的计算资源，使分析规模增大。

本文提出的水下冲击结构响应的总场公式是基于分离场技术[2]，在不考虑空化作用条件下，将总场冲击波压力分解为散射场压力和自由场压力，自由场压力由经验公式计算，避免了计算冲击波在流体中传播的过程，降低了分析规模。……