汪 俊，王海坤，唐家炜，张国平，徐良浩，伍星星

（1.中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082，2.深海技术科学太湖实验室，江苏无锡， 214082）

0 引 言

炸药在水下爆炸后会生成高温高压的气团，通常被称为爆炸气泡。爆炸气泡在内压、外压、浮力等作用下，会产生周期性的径向膨胀收缩运动，以及垂向、横向的迁移运动。在气泡收缩过程中，当某一侧的外力较大或受到边界的限制时，气泡形态将变得不均匀，外力较大或不受限制的一侧将形成明显的凹陷，周围的水流形成细小水柱，从凹陷处高速穿透气泡，从而形成射流（见图1）。

图1 气泡在重力作用下向上的水射流（M.FARHAT，Switzerland）Fig.1 Upward water jet due to gravity induced pressure gradient（M.FARHAT，Switzerland）

爆炸气泡的运动及其崩溃后水射流的方向与环境压力、气泡的大小，以及气泡与自由面、结构的相对位置有关。当仅有自由面时，通常认为自由面会排斥气泡。Gibson（1968）[1]和Chahine（1977）[3]先后发现气泡收缩阶段接近水面时，气泡在自由液面附件坍塌形成一个背离自由面的Bjerknes 型水射流。然而，1981 年，Gibson 和Blake 指出只有当比例因子γδ小于0.442 时，气泡上表面才能形成Bjerknes射流；比例因子γδ大于0.442时，会产生向上的水射流，被称为Blake准则[5]。

当爆炸气泡靠近水面浮体结构物时，由于同时受到结构和自由面的影响，使得情况变得更加复杂：一方面自由面排斥气泡，使得气泡远离自由面；另一方面，当爆炸气泡靠近结构表面时，在膨胀阶段由于结构的阻碍被轻微地排斥，而在坍塌阶段由于“Bjerknes 力”的影响而被结构强烈地吸引[2，4]。因此，受不同参数的影响，气泡可能从不同的位置出现坍塌而形成向上或向下的水射流。……