水下爆炸作用下舰船冲击毁伤的瞬态流固耦合FSLAB软件数值模拟分析

摘要

[目的]针对舰船近场水下爆炸和中、远场水下爆炸数值模拟难题,建立多种数值方法与计算模型。[方法]首先,依据欧拉有限元方法和声学有限元场分离方法,建立水下爆炸载荷和流固耦合模型,开发具有完全自主知识产权的流固耦合FSLAB软件;然后,分别对近场和中、远场水下爆炸进行数值模拟,得到近自由面和近壁面水下爆炸冲击波的传播特性,以及气泡形态和载荷演化的特性,获得中、远场水下爆炸对球形壳和舰船的冲击响应特性;最后,与解析解、参考解和实验值进行对比分析。[结果]结果显示,采用开发的流固耦合软件FSLAB模拟水下爆炸问题有效且精度较高。[结论]所做研究可为水下爆炸威力评估、舰船抗爆抗冲击设计提供依据和支撑。