水中爆炸冲击波传播规律的实验研究

水下钻孔爆破水中冲击波试验研究

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｂｙｄｉｈｘｐｒｍｅｔｆｎｄｒｔｒｄｒｌｉａｔｎｇｉｈａｌｗｏｎｇｔｅｅｅｉｎｓｏｕｅｗａｅｉｎｇｂｌｓｉｎｓｌｏｕｎｄｒｅｔｂａｌｅｓａａｎｋ，ｈｅｔｗａｅｏｍｕｒｅｎｄｐｒｓｕｒａａｏｈｏｋｗａｅｉｔｒｗｅｅｍｅｓｒｄＣｈａａｔｒｓｉｓａｈｅ１ｗｆｖｆｒｃｖｓａｅｓｅｄｔｆｓｃｖｎｗａｅｒａｕｅ．ｒｃｅｉｔｃｎｄｔａｏｉｓｐｒａａｉｎｏｈｏｋｗａｅｉｔｒｐｏｕｃｄｂｙｔｘｏｉｒｎａｙｅＳｍｉｔｏｒ — ｅ — ｘｐｒ— ｔｏｐｇｔｏｆｓｃｖｎｗａｅｒｄｅｈｅｅｐｌｓｏｎｗｅｅａｌｚｄ．ｅ — ｈｅｙｓｍｉｅｅｉｅｃｄｆｒｕａｏｈｈｏｋｗａｅｏｈｉｏｉｉｓｇｉｎａｄｗａｅｉｉｄＳｏｏｒｅａｉｅｒｌｖｎｃｎｅｏｍｌｆｔｅｓｃｖｎｔｓｃｎｄｔｏｎｗａｖｅｎｓｖｒｆｅ．ｍｅｃｒｌｔｖｅｅａｅｃｎｃｕｓｏｒｕｍｍａｉｅ．ｕｃｌａｅｅｐｒｅｃｓｂｅｃｕｍｕｌｔｄｆｈｕｒｈｒｒｓａｃ．ｏｌｉｎｓｗｅｅｓｒｚｄＭｈｖａｕｂｌｘｅｉｎｅｈａｅｎａｃａｅｏｒｔｅｆｔｅｅｅｒｈ
钻孔爆破水中冲击波的特性和传播衰减规律，给出了水中冲击波的半理论半经验公式，并验证并总结出

水中爆炸冲击波传播与气泡脉动的实验及数值模拟

应用国际上通用的有限元程序ＭＳＤＹＡＮ模拟在重力影响下水中爆炸冲击波及气泡脉动的Ｃ．ＴＲ全物理过程，将计算结果与实验结果进行对比分析，并二者具有较好的一致性，验证了有限元模型
正确、有效，结果准确。以此为基础，分析和总结了网格密度、圆柱形炸药长径比、爆炸距离、爆炸角
ＬＩｉｎ一，ＲＯＮＧｉ．ａＪｊ．．１ｉ，ＹＡＮＧｎ — ｅ，ＺＲｏｇｊＨＡＮＧｏｉＴａ
（．ｃｏｌｆｃｎｅｅｉｎｔｕｅｆｃｎｌｙＢｉｎ００１Ｃｉａ１Ｓｈｏｏｉｃ，ＢｉｎＩｓｔｔｏｈｏｇ，ｅｉｇ１０８，ｈｎ；ＳｅｊｇｉＴｅｏｊ
（．１北京理工大学理学院，北京１０８；２广西工学院汽车工程系。广西柳州５５０；００１．４０６３北京理工大学材料科学与工程学院，北京１０８）．００１
摘要：以实验方法研究球形ＴＮＴ炸药及柱形含铝炸药水中爆炸冲击波传播及气泡脉动规律。
ｓｏｋｗａｅａｄｔｅｍｏｉｎｏｕｂｅｈｃｖｎｈｔｆｂｂｌ．Ｔｈｆｅｔｏｒｄｄｎｉ，ｌｎｔ — ｉｍｅｅａｉｆｃｌｄｉａｏｅｅｆｃｆｇｉｅｓｔｙｅｇｈｄａｔｒｒｔｏｙｉｒｌｏｎｃ
针对目前近场水中爆炸数值计算中存在的不能同时考虑冲击波传播及气泡运动的问题本文采用实验与数值计算相结合的方法对近场水域中冲击波传播及气泡脉动进行研究首先在同一水域相同位置处分别对质量相同的球形tnt及柱形含铝炸药的冲击波超压和气泡脉动压力进行测量然后采用mscdytran有限元软件对实验工况进行模拟数值计算结果与实验结果符合较好

实验七水中爆炸冲击波压力测量

实验七.水中爆炸冲击波压力测量一实验名称：水中爆炸冲击波压力测量二实验目的：练习并掌握用电测法测量水中爆炸冲击波压力。

三实验内容：用冲击大电流通过金属丝产生水中冲击波，用压力传感器检测压力信号，用数字示波器记录某位置的水中冲击波压力历程。

四实验设备：冲击大电流装置、同步高压脉冲发生器、传感器及适配器、数字示波器五实验原理（一）水下爆炸物理过程炸药装药在水下爆炸时，瞬间变成高温高压的爆炸产物，压迫周围的水产生冲击波并迅速向周围传播。

炸药放出的能量一部分随冲击波传出，称为冲击波能。

剩下的能量留在爆炸产物中，称为气泡能。

高压下的爆炸产物迅速向外膨胀形成气泡，气泡膨胀过程中反抗静水压而作功。

当气泡膨胀到压力与静水压相等时，因为惯性的作用，膨胀并不停止而作过度膨胀，当膨胀到最大体积时，气泡内的压力降至静水压的1/5~1/10，此后由于外界压力的作用而使气泡收缩，同样因为惯性的原因，当压缩到压力等于静水压后仍继续收缩，直至最小体积时又开始膨胀，同时产生压力波，如此反覆膨胀收缩形成气泡脉动。

（二）对水下爆炸用测压传感器的要求1，传感器应具有尽量高的频率响应，以便准确地捕捉到压力的迅速变化一般谐振谐率应不小于250kHz。

2，传感器应有足够的强度和压力测量范围。

3，为了减小因测压传感器的放置而对压力流场产生严重的扰动和畸变，传感器的体积应尽量小，外形应为流线性。

4，传感器的联接电缆在水中受到强度较大冲击波的作用，由于电缆内、外芯的摩擦将出现静电电荷（即所谓“电缆效应”）这种摩擦电荷是一个相当可观的虚假讯号，因此传感器应有减小电缆效应的有效措施。

5，传感器具有良好的防潮、密封和较好的防腐蚀能力，特别是当传感器的输出讯号是高输出阻抗的讯号。

其绝缘电阻一般在1010~1012Ω，受潮后绝缘电阻降低将造成零点飘移。

（三）PCB W138A02型压电传感器性能特点1，该传感器将一片作为敏感元件的电气石置于盛满硅油的塑胶管中，因而密封、防潮性能良好。

水下爆炸冲击波的数值模拟研究

图 @ 冲击波压力时程曲线结果的比较 $%&’ @ =05I4)%+01 02 I)*++,)* .%5* J%+.0)K /*.3**1 *LI*)%*1M* 20)5,>4 41- 789:;<
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6 6 为了便于以后研究潜体结构在水下爆炸冲击波作用下的动态响应，应该重点对 789:;< 程序与 =0>* 经验公式的冲击波峰值压力、比冲量以及水质点速度的计算结果进行比较。 =0>* 的关于冲击波峰值压力 ! 5 和比冲量 " 的经验公式如下
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水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析

ｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ／ＬＳ— ＤＹＮＡ．Ａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓａｌｓｏｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｆｉｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ
水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析木
曲艳东，刘万里，翟诚，李韧
（辽宁工业大学土木建筑工程学院，锦州１２１００１）摘要：利用动力分析软件ＡＮＳＹＳ／ＬＳ — ＤＹＮＡ模拟研究水下爆破破冰过程中爆炸冲击波压力的作用特征
Ｊｉｎｚｈｏｕ１２１００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｌａｗｏｆｓｈｏｃｋｗａｖｅｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｂｌａｓｔｉｎｇａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｄｙ —
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｃｅ — ｃｏｖｅｒｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｂｌａｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｗａ — ｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｅｘｐｌｏｓｉｏｎｓｈｏｃｋｗａｖｅｓｐｒｅａｄｆｒｏｍｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｅｘｐｌｏｓｉｖｅｃｈａｒｇｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｏｆｔｈｅｉｃｅｂｒｏｋｅｎ．Ｔｈｅｄｉｓｔｕｒｂｅｄｉｃｅｉｓｍａｉｎｌｙｆｒａｃｔｕｒｅｄｂｙｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐｅａｋｉｓａｈｎｏｓｔｔｈｅｓａｎｌｅｉｎｔｈｅａｒ — ｅａｎｅａｒｔｈｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅｃｈａｒｇｅ．ｈｅＴｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｔｈｅｉｃｅｃｏｕｌｄｗｅａｋｅｎｔｈｅｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｅｎｅｒｇｙｏｆｅｘｐｌｏ — ｓｉｖｅ．Ｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅｃｈａｒｇｅ，ｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｄｅｐｔｈｓｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｅｃｔｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｉｃｅｂｒｅａｋｉｎｇ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ

水下冲击波测试的无线数据传输技术研究的开题报告

水下冲击波测试的无线数据传输技术研究的开题报告一、研究背景及意义随着海洋领域的深入发展，水下工程领域也日益成为当今研究领域之一。

在水下工程中，涉及到了一系列的技术问题，其中，水下探测和水下通讯技术的研究与应用是较为重要的研究方向之一。

在水下探测的过程中，利用水下冲击波测试技术可以有效地获取水下地貌、海底生物等相关信息，而利用该技术也可以有效地控制水下工程设备的操作等。

然而，在实际应用过程中，水下冲击波测试技术的无线数据传输面临很多挑战，主要是由于水下环境复杂、信号衰减严重、干扰噪声大等问题导致的。

因此，本研究意在探讨水下冲击波测试的无线数据传输技术，研究现有的水下数据传输技术，结合水下环境的特点，探索水下冲击波测试中的无线数据传输技术，并针对传输距离、传输速率、抗干扰能力等方面进行优化和改进，从而提高水下冲击波测试技术的实用性和可靠性，促进水下工程技术的发展。

二、研究内容和方案本研究主要分为如下三个部分：（1）水下无线数据传输技术的研究首先，本研究将综述水下无线数据传输技术的现有研究成果，主要包括水声通讯、电磁通讯和光学通讯等方面进行详细的分析和归纳总结。

进而，通过对比、分析各种技术的优缺点，选取合适的技术模式，分析不同方案的优缺点，并挑选出有效运用于水下冲击波测试无线数据传输的技术方案。

（2）水下冲击波测试的数据传输系统设计将研究出的技术方案应用到水下冲击波测试无线数据传输技术中，建立水下冲击波测试的数据传输系统。

利用该系统，可以有效地实现水下冲击波测试中的数据传输需求，并使数据传输过程更加可靠和稳定。

同时，该系统的设计要考虑系统的可操作性和稳定性，并尽可能缩短数据传输的时延。

（3）系统实验和数据分析最后，通过对实际数据传输过程进行测试和分析，验证所设计的系统能否达到目标，对其性能进行评测。

对于测试结果，我们还将分析实验结果的可行性，提出可行行的优化方案，进一步完善系统的建设计划。

三、研究预期成果1. 研究水下冲击波测试的无线数据传输技术，系统性地分析现有水下无线数据传输技术，解决无线数据传输过程中的各种问题；2. 通过设计水下冲击波测试的数据传输系统，实现有效的水下冲击波测试中的数据传输需求，提高数据传输的可靠性和稳定性；3. 通过实验进行数据传输的测试和分析，对所研究的数据传输系统进行评测，并提出可行的改进方案；4. 对海洋领域的水下冲击波测试和无线数据传输技术的发展提供一定的技术支持，提高我国在水下工程技术领域的核心竞争力。

在水下爆炸冲击波作用下的新型冲击因子

在水下爆炸冲击波作用下的新型冲击因子水下爆炸是一种常见的爆炸形式，它在水下环境中产生的冲击波对周围环境和结构物造成了巨大的影响。

在水下爆炸冲击波作用下，会产生许多冲击因子，这些因子对于研究水下爆炸的影响和防护措施具有重要意义。

一、冲击波传播特性水下爆炸冲击波的传播特性是研究冲击因子的基础。

冲击波在水中传播时，会受到水的阻力和粘滞力的影响，使得冲击波的能量逐渐减弱。

此外，水的密度和压力也会对冲击波的传播产生影响。

因此，研究冲击波在水中的传播特性，可以帮助我们了解水下爆炸对周围环境和结构物的影响程度。

二、冲击波压力水下爆炸冲击波的压力是造成冲击因子的主要因素之一。

冲击波的压力与爆炸源的能量、距离和介质特性等因素相关。

在水中，冲击波的压力会随着距离的增加而减小，但相对于空气中的爆炸来说，水下爆炸的压力更加集中和强大。

因此，在水下爆炸冲击波作用下，周围环境和结构物所承受的压力将会很大，这是造成冲击因子的重要原因之一。

三、气泡效应水下爆炸冲击波产生的气体会形成气泡效应，这也是造成冲击因子的重要因素之一。

在爆炸发生后，爆炸源周围的水会迅速蒸发形成气体，而这些气体会形成一个或多个气泡。

这些气泡在上升过程中会带动周围的水形成一个巨大的气泡云，并造成剧烈的涡流和压力变化。

这种气泡效应会对周围环境和结构物产生巨大的冲击力和摩擦力，从而造成冲击因子。

四、声波效应水下爆炸冲击波产生的声波也是造成冲击因子的重要原因之一。

爆炸产生的冲击波会引起周围水分子的振动，从而形成声波。

这些声波在水中传播时会引起压力变化和震动效应，对周围环境和结构物产生影响。

声波效应不仅会造成物体振动和位移，还会对水下生物产生伤害。

因此，在进行水下爆炸研究时，需要考虑声波效应对周围环境和结构物的影响。

五、沉积物悬浮水下爆炸冲击波作用下，爆炸产生的能量会使得底部沉积物悬浮起来，形成一个底部悬浮云。

这种沉积物悬浮现象会对周围环境和生态系统产生影响。

沉积物悬浮不仅会改变水质，还会对水下生物产生伤害，并且对于海底设施和管道等结构物也会造成损坏。

水下炮孔爆破水中冲击波传播特性

水下炮孔爆破水中冲击波传播特性当前资源已成为制约人类发展的三大因素之一,而在陆地资源日趋减少的形势下,世界各国纷纷把目光投向海洋、湖泊、港湾等水下可利用资源。

水下爆破技术是开采水下资源和水下施工的一个重要手段,水下爆破技术二战前主要用于军事目的以及零星的水下炸礁工程逐渐扩展到民用行业,如航道疏浚,海港开发,河口、港口整治,沉船解体,交通和水电工程建设,以及科学研究试验等方面。

随着安全环保意识增强和钻孔机械设备的改进,水下炮孔爆破逐渐取代水中爆炸和水下裸露爆破成为水下爆破的主要施工方法。

水下炮孔爆破的炸药埋藏在岩石或水工结构中,炸药爆炸时的能量分布、冲击波的传播特性以及边界条件的影响都与炸药直接在水介质中爆炸产生的水中冲击波特性有所不同。

文章在探讨水中爆炸的基本理论和水中爆炸产生的水中冲击波传播特性及衰减规律的基础上,采用数值模拟方法,对水下炮孔爆破在单自由面、两个自由面的情况下,炸药在岩石中爆炸后产生的应力冲击波在水介质中的传播特性和衰减规律问题展开研究,并取得了以下研究成果:1)对一个炮孔在单自由面、水介质堵塞时炸药产生的水中冲击波进行数值计算发现,炮孔附近的水中冲击波压力峰值是动水运动和气泡脉动的压力的叠加,动水运动和气泡脉动的影响主要是垂直向上;远离爆源时,由孔口局部炸药产生的水中直达波成为水中冲击波的主导波,水中直达波以孔口中心为球心向四周传播。

在距炮孔轴线11m后的水中冲击波衰减规律与现场试验数据所回归的衰减规律比较吻合。

在其它因素不变的情况下,将不同水深时水中冲击波传播的衰减规律相比较,随着水深的增加,水中冲击波压力峰值在竖直方向上衰减变得更快;而水平方向上,水中冲击波压力峰值在爆源附近区域衰减变快;距炮孔轴线11m后,水深使得水中冲击波衰减变慢,水中冲击波的影响范围变大。

2)在两个自由面的水下台阶爆破,水中冲击波的产生机理与单自由面时有所不同。

通过对水下台阶爆破最小抵抗线方向、平行台阶坡顶线方向和垂直水底三个方向的水中冲击波传播特性的研究,结果表明:水下台阶爆破的水中冲击波的压力由炮孔中所有药量来决定的,水中冲击波压力在垂直水底方向衰减最快,其次是平行于坡顶线方向,最小抵抗线方向的衰减是最慢的。