水下爆炸气泡及后期涌流数值模拟

摘要

水下爆炸对水中结构造成严重毁伤,其中涉及复杂的基础力学问题,是学术界和工程界共同关注的研究难点之一.水下爆炸包括前期冲击波、气泡载荷和后期涌流载荷,目前关于冲击波的研究相对较成熟,而关于水下爆炸气泡和后期涌流及其对结构的毁伤研究还有很多未知的力学问题有待深入研究.为此,该论文基于流体动力学理论和流固耦合动力学理论,采用边界元方法与无网格SPH方法相结合,建立了近边界气泡运动和后期涌流三维数值模型,并开展模型实验验证计算模型的有效性.在此基础上,研究不同边界附近气泡的运动特性、后期涌流效应及其对水中结构的毁伤规律,旨在为水下爆炸与结构毁伤提供参考.