水下爆炸冲击波传播的近似计算

李澎!徐更光

"北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室!北京#$$$%#&

摘要’水下爆炸冲击波传播计算由能流密度(时间曲线经验表达式化简)用简单数值积分法解由拉格朗日形式流体动力学方程*+,-./0.1方程和能流密度(时间关系式组成的偏微分方程组!不同距离处的冲击波峰值由单点初始数据计算)结果表明!由近似计算方法所得结果与实测数据和相似律结果一致)适当选取起算参数!在2倍装药半径以外的爆炸远场范围计算精度良好)2倍装药半径以内的爆炸近场!冲击波未充分形成!计算方法失效)计算了几种含铝炸药的冲击波传播!表明冲击波能显著影响冲击波传播特性!冲击波能有利于抑制超压衰减)

关键词’爆炸力学3水下爆炸3冲击波3传播3近似计算

中图分类号’4522367%8文献标识码’9文章编号’#$$:;:%#8"8$$<&$=;$$8#;$=

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引言

在工程应用中!水下爆炸的冲击波传播通常借助相似律形式表达!在8$倍装药半径以外的爆炸流场!冲击波传播与声学微幅球面波十分接近!超压与传播距离接近反比关系)由于传播过程中的非线性能量损失!相似律指数往往只能通过实验确定!通过测量不同距离处的冲击波超压来拟合经验方程)为得到精度良好的经验方程系数!需要进行大量重复性多点测量!实验工作量大且费用较高!水下爆炸能量测试往往只在7~2个不同距离测点进行)并且!相似律经验方程对一些现象的解释无法提供理论依据!例如+;<和+b^;#冲击波的对比关系!#"!在一定传播距离+b^;#的压力较高!但在更远距离+;<的超压较高)

冲击波传播理论研究需要借助于复杂的数值计算或模拟仿真!这种研究方法的主要困难在于冲击波间断面的捕捉或装配!在这方面目前还没有权威性的算法!冲击波超压和波形的计算往往与实验有较大偏差)因此!有必要对冲击波的传播规律进行半理论半经验的近似!需要既能够在表达形式上有明显物理意义!又能够与经验方法结合!便于实施计算的方法)标准的水下爆炸能量测试是对#u-装药7w

收稿日期’8$$<;$2;$#3修回日期’8$$<;$<;8:

作者简介’李澎"##::x&!男!硕士研究生!从事水下爆炸理论与应用研究)

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第8#卷第=期8$$<年%月

火炸药学报

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