超重力场下球形炸药水下爆炸实验及数值模拟

娄浩然¹，胡晶^2,3，梁向前³，张雪东³，陈祖煜³，王秋生¹

1. 北京工业大学建筑工程学院2. 北京航空航天大学交通与工程学院3. 中国水利水电科学研究院

摘 要：常重力条件下,Mach数和Froude数无法同时满足相似。采用离心模型实验,研究水下爆炸冲击波特性及气泡脉动规律,并采用数值模拟方法重现了超重力场下的水下爆炸过程。实验及数值模拟的结果表明,重力的改变基本不影响冲击波的峰值,COLE理论在超重力环境下仍然适用,而超重力场下,小当量炸药可以模拟气泡的脉动迁移过程,其结果可以用于预测大当量炸药深水爆炸的特性。此外,为减少计算时间并提高计算精度,采用将二维冲击波作为初始条件映射到三维模型的建模方法。对于冲击波计算,网格尺寸宜取药包半径的1/20~1/10;对于气泡脉动,宜取药包半径的1/2~1。

关键词：离心模型;超重力场;球形炸药;水下爆炸;冲击波;气泡脉动;数值模拟;