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2018年  第13卷  第3期

《中国舰船研究》2018年第3期目录
《中国舰船研究》编辑部
2018, 13(3): .
摘要:
[1]水下接触爆炸下多舱防护结构载荷特性及动响应研究进展…吴庭翱,张弩,侯海量,吴国民,周心桃(1)[2]水下接触爆炸作用下泡沫夹芯板耗能机理研究…赵延杰,郝轶,刘建湖,张攀(13)[3]飞片撞击冲击波载荷在液舱中的弥散效应…赵延杰,汪俊,郝轶,张伦平,刘建湖(23)[4]舷侧防护结构抗导弹动能穿甲防护性能数值仿真…叶帆,刘见华,王福花(32)[5]舱内爆炸载荷下箱型梁船体节点结构强度分析…张弩,刘均,李凯,李德聪(39)[6]耐压抗冲覆盖层在水下爆炸载荷作用下的冲击防护特性…殷彩玉,金泽宇,谌勇,华宏星(46)[7]极间弹体偏转电磁力的影响因素仿真研究…陈恩涛,刘建湖,张显丕,张伦平(53)[8]200 t级浮动冲击平台水下爆炸试验低频冲击响应数据分析…张磊,杜志鹏,吴静波,计晨,张春辉,冯麟涵(60)[9]水下爆炸气泡对舰船冲击环境的影响…曾令玉,蔡尚,王诗平(66)[10]敷设橡胶圆板近场水下爆炸数值模拟…金泽宇,殷彩玉,谌勇,华宏星(72)[11]空爆载荷下功能梯度泡沫铝夹层板动响应数值仿真…李春鹏,张攀,刘均,程远胜(77)[12]基于时域分析的设备抗冲击连接件简化方法…李海涛,刘建湖,何斌,王海坤,裴度(85)[13]舰艇气瓶基座结构抗冲击性能评估方法…郭君,孙占忠,黄式璋,李晓文(90)[14]空腔结构入水冲击加速度和压力响应试验仿真分析…张岳青,庞多,蔡卫军,李建辰(97)[15]实尺度舰船舱内炮弹静爆试验方法…杜志鹏,张磊,赵鹏铎(103)[16]尖头弹侵彻金属板花瓣型破口成形过程仿真分析…伍星星,刘建湖,张伦平,孟利平,汪俊(110)[17]基于物质点法的弹体侵彻靶板破甲特性数值模拟…秦业志,姚熊亮,王志凯,王莹(118)[18]基于典型舰船结构特征的陆地靶标设计方案…吴子奇,徐振桓,王志凯,王治,姚熊亮(125)[19]反舰导弹战斗部近距空爆的毁伤威胁性分析…赵传,王树山,马瑾,谭朝明(131)[20]舰船舱内爆炸载荷特征与板架毁伤规律分析…姚熊亮,屈子悦,姜子飞,王志凯,王治(140)[21]改进的3阶WENO-N3格式及其在内爆炸载荷计算中的应用…徐维铮,吴卫国(149)
水下接触爆炸下多舱防护结构载荷特性及动响应研究进展
吴庭翱, 张弩, 侯海量, 吴国民, 周心桃
2018, 13(3): 1-12. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01051
摘要:
为探究水下接触爆炸载荷对大型舰船水下舷侧多舱防护结构毁伤的研究进展,从水下接触爆炸下多舱防护结构载荷特性及结构动响应2个方面综述国内外研究现状。对水下接触爆炸产生的冲击波载荷、复杂边界条件下的气泡载荷及高速破片侵彻液舱引起的冲击波载荷的研究现状进行综述;同时对水下接触爆炸下多舱防护结构的舷侧外板结构(背空板)、液舱结构及夹芯结构的响应研究现状分别进行综述。总结国内外学者对相关问题的研究成果,指出目前研究工作中存在的盲点,提出需要进一步研究和解决的问题,旨在为多舱防护结构的研究、设计和优化工作提供参考。
水下接触爆炸作用下泡沫夹芯板耗能机理研究
赵延杰, 郝轶, 刘建湖, 张攀
2018, 13(3): 13-22. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01168
摘要:
  目的  为了研究水下接触爆炸作用下泡沫夹芯板的耗能机理,  方法  首先,开展泡沫夹芯板的水下接触爆炸试验,获得其破坏模式,并比较等质量钢板与不同配置夹芯板的抗爆耗能效果;然后,基于数值仿真,分析泡沫夹芯板在水下接触爆炸作用下的损伤过程,模拟夹芯板的破坏模式,统计各部分的耗能率。  结果  研究结果表明,同等条件下夹芯板的抗爆耗能效果优于等质量实体钢板,且上面板薄、下面板厚时的耗能效果最优;夹芯板耗能率可较实体钢板提高约5%~8%。  结论   根据试验和仿真结果,给出了泡沫夹芯板结构在水下接触爆炸作用下的耗能机理,可为舰船结构防护设计提供参考。
飞片撞击冲击波载荷在液舱中的弥散效应
赵延杰, 汪俊, 郝轶, 张伦平, 刘建湖
2018, 13(3): 23-31. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01169
摘要:
  目的  大型水面舰船舷侧受反舰武器攻击威胁较大,通常设置多舱防护结构以保证内部重要舱室的安全。为研究多舱防护结构中飞片撞击冲击波载荷在液舱中的弥散效应,  方法  首先开展爆轰驱动飞片作用小型液舱的机理性试验,获得液舱中典型位置的自由场压力等试验数据;然后基于试验结果验证本文采用的数值仿真方法;最后,计算实尺度舷侧防护结构中液舱对飞片撞击产生的压力波载荷的弥散作用。  结果  结果显示,在液舱中,压力波的压力峰值和冲量随空间位置变化满足指数衰减规律。  结论   研究成果对舷侧防护结构的优化设计有一定的参考价值。
舷侧防护结构抗导弹动能穿甲防护性能数值仿真
叶帆, 刘见华, 王福花
2018, 13(3): 32-38. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01170
摘要:
  目的  为了分析不同的舷侧防护结构抗导弹战斗部动能穿甲的防护性能,  方法  设计单层均质钢装甲结构、双层格栅防护结构等舷侧防护结构,采用数值仿真方法对比不同的舷侧防护结构阻拦中型亚音速半穿甲反舰导弹战斗部的效果。  结果  研究结果表明:采用形式简单的单层均质钢装甲作为舷侧防护结构时,需采用力学性能优良且厚度50 mm以上的某高强度钢,并且在实船应用中还应考虑薄、厚板间施工以及异种钢电位差腐蚀等问题;而采用双层格栅舷侧防护结构则可以避免上述问题。对于双层格栅防护结构,在重量一定的条件下,通过将重量资源分配给内层板以增加内层板厚度,可以显著提高双层格栅结构的整体防护能力。  结论   研究成果可为水面舰船抗导弹动能穿甲舷侧防护结构设计提供参考。
舱内爆炸载荷下箱型梁船体节点结构强度分析
张弩, 刘均, 李凯, 李德聪
2018, 13(3): 39-45. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01134
摘要:
  目的  为了研究箱型梁典型节点结构在舱内爆炸下的结构强度,  方法  基于ANSYS/LS-DYNA显式动力有限元软件,首先建立箱型梁船体舱段结构的有限元模型。然后,采用ALE算法开展舱内爆炸载荷下舷侧箱型梁与强横梁连接处不同型式节点结构的动态响应数值计算。最后,在给定的炸药当量和爆点位置情况下,获得舱室结构的整体变形和破坏模式,并分析在不同节点结构设计方案下典型位置的应力特征。  结果   计算结果表明:舷侧箱型梁与强横梁连接处圆弧式和肘板式节点结构的应力峰值与甲板破口尺寸基本相当;从舱壁撕裂长度来看,肘板式稍逊于圆弧式,在中间箱型梁与强横梁连接处,圆弧连接最优,单侧肘板次之,双侧肘板最差。  结论   所得到的数值计算结果可为箱型梁节点连接结构的工程应用提供有益的参考。
耐压抗冲覆盖层在水下爆炸载荷作用下的冲击防护特性
殷彩玉, 金泽宇, 谌勇, 华宏星
2018, 13(3): 46-52. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01203
摘要:
  目的   为提高潜艇在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性能,  方法  基于潜艇冲击环境的特殊性,提出适用于其的耐压抗冲覆盖层结构,即塑性泡沫与橡胶复合的耐压抗冲覆盖层结构。运用数值仿真软件Abaqus/Explicit分析耐压抗冲覆盖层在静水压力和冲击载荷共同作用下的动态响应。  结果  结果表明:当静水压力不超过覆盖层的屈服强度时,覆盖层的变形很小,可以有效降低冲击载荷; 当静水压力超过覆盖层的屈服强度时,覆盖层的变形很大,其抗冲击效果也有所下降。因此,耐压抗冲覆盖层的屈服强度应大于冲击环境的静水压力,同时应注意避免覆盖层发生密实化。  结论   研究成果可为潜艇抗冲覆盖层的设计及研究提供参考。
极间弹体偏转电磁力的影响因素仿真研究
陈恩涛, 刘建湖, 张显丕, 张伦平
2018, 13(3): 53-59. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01136
摘要:
  目的   利用极间弹体偏转电磁力使来袭射弹偏转是一项新兴的武器装备防护手段。为研究线电流理论计算偏转电磁力的适应性及偏转电磁力的影响因素,  方法   首先,建立弹体电磁装甲(PEMA)的线电流理论,采用有限元方法对简化线电流模型和三维结构进行仿真;然后,通过改变参数和拟合方法来分析极板参数、弹体击穿位置、弹体侵彻角等因素对偏转电磁力的影响规律。  结果   结果表明:三维结构的偏转电磁力仅为线电流理论电磁力的1/7,故线电流理论并不适用于指导三维电磁装甲设计;偏转电磁力随极板宽度的增加呈一次幂函数衰减;偏转电磁力横向分量在横向和纵向方向上的击穿位置均呈二次函数变化;侵彻角对偏转电磁力横向分量没有影响。  结论   研究结论可为电磁装甲的机理实验、方案设计及装舰应用奠定一定的技术基础。
200 t级浮动冲击平台水下爆炸试验低频冲击响应数据分析
张磊, 杜志鹏, 吴静波, 计晨, 张春辉, 冯麟涵
2018, 13(3): 60-65. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01149
摘要:
  目的   为了提高舰载设备抗冲击考核试验的标准性,  方法   分析200 t级浮动冲击平台舷侧16 m工况的水下爆炸试验低频振子冲击响应数据,给出浮动冲击平台低频冲击响应特性。  结果   结果表明,浮台横向和垂向的低频响应差异不明显,说明浮动冲击平台导流装置效果显著,至少在低频段可有效调节浮台垂向与横向的冲击强度比例;浮动冲击平台低频冲击谱的低频段和高频段存在拐点,低频拐点出现在约4 Hz处,高频拐点出现在约15 Hz处。  结论   浮动冲击平台不同部位的低频冲击响应相差不大,说明低频响应以浮台整体的刚体运动为主。
水下爆炸气泡对舰船冲击环境的影响
曾令玉, 蔡尚, 王诗平
2018, 13(3): 66-71. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01033
摘要:
  目的   为了优化舰船冲击环境预报载荷体系及研究气泡脉动压力对舰船冲击环境的影响,  方法   基于ABAQUS有限元分析软件,采用声固耦合方法模拟某舰水下非接触爆炸特性,通过与现有文献实验数据的对比验证该方法的有效性。在此基础上,针对水下爆炸气泡脉动压力进行冲击环境特性的研究。  结果   结果表明:气泡脉动压力对舰船低频响应有放大作用,垂向冲击谱值的影响要大于其他2个方向;上层甲板受气泡脉动的影响仍然较大,验证了甲板低频响应的衰减规律;对水下爆炸实验和冲击环境进行预报时,计算时间选取为1.5倍气泡一次脉动周期才可得到较准确的冲击环境数据,以此来验证海军标的准确性。  结论   研究结果有利于优化舰船冲击环境预报流程中各参数的选取,并可用于指导舰船冲击环境的预报。
敷设橡胶圆板近场水下爆炸数值模拟
金泽宇, 殷彩玉, 谌勇, 华宏星
2018, 13(3): 72-76. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01202
摘要:
  目的   为了深入研究敷设覆盖层结构在近场水下爆炸作用下的响应特征,  方法   运用龙格库塔间断伽辽金法(RKDG)、边界元法(BEM)和有限元法(FEM)的耦合计算方法(RKDG-BEM-FEM),研究敷设橡胶圆板在近场水下爆炸载荷作用下的响应特征;通过与试验得到的湿表面压力、气泡形态等结果进行对比,验证计算方法的有效性,探讨近场水下爆炸气泡在柔性边界附近的响应特征。  结果   研究结果表明,敷设实心橡胶能够缩短冲击波的脉宽,但是更容易出现空化溃灭;敷设实心橡胶对近场水下爆炸气泡的变形影响不大。  结论   研究成果可为舰艇抗冲击结构近场水下爆炸设计提供理论依据。
空爆载荷下功能梯度泡沫铝夹层板动响应数值仿真
李春鹏, 张攀, 刘均, 程远胜
2018, 13(3): 77-84. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01172
摘要:
  目的   为了提高轻质泡沫铝夹层板的抗爆性能,  方法   通过采用有限元软件AUTODYN,对功能梯度泡沫铝夹层板在空爆载荷作用下的动态响应开展研究。在功能梯度泡沫铝夹层板的芯层高度及重量不变的情况下,分析讨论芯层不同排列顺序对夹层板上、下面板中心处速度、塑性变形和各部件吸能的影响。  结果   结果表明:夹层板上面板中心点处最大速度随迎爆面一侧芯层密度的增大而减小;芯层密度从迎爆面到背爆面依次为高—低—中排列顺序的夹层板的抗爆性能最好;芯层吸收了大部分能量,并且在迎爆面一侧密度小的排列组合其吸能特性最好。  结论   数值分析结果可为泡沫铝夹层板的芯层优化设计提供参考。
基于时域分析的设备抗冲击连接件简化方法
李海涛, 刘建湖, 何斌, 王海坤, 裴度
2018, 13(3): 85-89. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01157
摘要:
  目的   螺栓、柱销作为舰载设备安装的重要连接件,在评估过程中合理简化仿真的方法可显著节约计算成本,提高计算效率。  方法   基于设备抗冲击时域计算方法,选取含有大量螺栓和柱销连接件的某船用电机作为分析对象,首先采用Bushing单元对螺栓、柱销进行模拟,得到在冲击载荷作用下不同阶段设备连接的刚度特性及设备连接的等效动力学模型。然后,对电机进行时域仿真评估,将仿真结果与浮动冲击平台的实验结果进行对比,以验证简化方法的可靠性和有效性。最后,在此基础上分析得到大型设备连接件在冲击载荷作用下的失效评估准则。  结果   结果显示,仿真和试验得到的基础载荷与设备动响应值之间的偏差小于10%,表明简化方法有效、可靠。  结论   研究所得结果可为后续仿真分析提供一定的参考。
舰艇气瓶基座结构抗冲击性能评估方法
郭君, 孙占忠, 黄式璋, 李晓文
2018, 13(3): 90-96. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01135
摘要:
  目的   基座结构作为连接潜艇设备与舰体结构的重要构件,其抗冲击性能对于舰艇生命力具有重要影响。使用等效静力载荷进行基座—设备抗冲击考核流程简便、计算效率较高,但其仅在低阶响应为主要破坏模式时精度较高。  方法   为此,以空气瓶—基座结构为分析对象,研究基座结构低阶模态质量占比不同时,等效静载荷考核与DDAM设计谱考核方式之间结构应力的相对误差,对比2种考核方式的应力分布关系,明确静G法抗冲击考核计算的具体适用范围。以潜艇结构实际冲击环境为输入载荷,对比分析动力学设计分析方法(DDAM)设计谱抗冲击考核计算结果与时间历程法考核结果的相对误差。  结果   结果显示,当舰艇设备结构的单阶模态质量占比较大时,使用静G法相较于DDAM谱分析方法具有较高的精度。对于安装于潜艇甲板部位的设备,GJB 1060抗冲击标准中规定的冲击载荷可基本等效为冲击因子0.7工况下且爆源均与基座结构在潜艇同一横截面上时的结构冲击环境。  结论   研究结果可为舰载设备抗冲击考核方法的选择提供一定的参考价值。
空腔结构入水冲击加速度和压力响应试验仿真分析
张岳青, 庞多, 蔡卫军, 李建辰
2018, 13(3): 97-102, 109. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01156
摘要:
  目的   舰船与水砰击、空投鱼雷和飞机水上迫降时,结构物在与水砰击的过程中会受到较大的冲击载荷影响。对于舰船,它会严重影响船体结构和内部器件的功效以及舰员安全。为研究舰船与水砰击的问题,  方法   以楔形和弧形体为研究对象,使用自行设计的装置进行入水冲击试验,通过加速度计和PVDF压电传感器分别测量冲击过程的加速度和冲击压力。重点关注空腔的影响,基于楔形体和空腔空气仿真模型,采用ALE方法对不同入水工况下的加速度和压力响应进行仿真分析,并与试验结果进行比较。  结果   分析表明:数值仿真结果与试验结果吻合较好,结构密闭空腔对加速度信号有重要影响;密闭空腔对弧形体的影响程度高于楔形体,对弹性体的加速度几乎没有影响,结构表面形状对入水冲击压力的影响较大。  结论   研究结果可以为入水结构的设计和结构冲击防护提供技术支撑。
实尺度舰船舱内炮弹静爆试验方法
杜志鹏, 张磊, 赵鹏铎
2018, 13(3): 103-109. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01148
摘要:
  目的  为提高舰船在舰炮攻击下舱室损伤特性的等效性,更好地反映实船舱内炮弹爆炸对船体结构、设备和人员的毁伤特性,  方法  采用实船舱室模型进行炮弹舱内静爆试验,以得到舱内静爆冲击波的超压、准静态超压、结构应变等数据处理方法,最终得到实验爆源、舱室结构、设备和人体模型的简化方法及设计制作要求。  结果  根据试验结果,总结出局部花瓣破口(Ⅰ)、边界剪切断裂(Ⅱ)和板架大变形(Ⅲ)3种舱室结构的损伤模式及其判据。其中,新提出的损伤模式Ⅰ的判据为爆距小于0.25倍板架宽且爆源能量大于板的弯曲塑性变形能。  结论  该研究将前人总结的矩形板架爆炸变形破损模式进行了拓展,所得结果可为舰船抗爆校核评估与防护设计提供参考。
尖头弹侵彻金属板花瓣型破口成形过程仿真分析
伍星星, 刘建湖, 张伦平, 孟利平, 汪俊
2018, 13(3): 110-117. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01140
摘要:
  目的  尖头弹侵彻金属板形成花瓣型破口是一种常见的毁伤模式,为分析花瓣型破口的成形过程,  方法  将采用数值仿真手段进行分析。首先,依据前期开展的尖头弹打靶实验及靶板材料力学性能实验,建立弹靶仿真计算模型并确定输入材料参数;然后,利用仿真手段对尖头弹穿甲靶板形成花瓣型破口的过程进行分析,重点探讨花瓣型裂缝路径单元的受力状态;最后,对比分析不同失效准则对破口成型过程的影响。  结果  结果表明:花瓣形成过程十分复杂,主要可分为碟形—隆起变形阶段、尖头弹体扩孔阶段、花瓣型裂缝形成与扩张阶段以及花瓣破口区域整体运动4个阶段;在花瓣型破口成形过程中,裂缝路径处单元应力状态变化复杂,采用常应变失效准则难以预测靶板的花瓣型破口形状,需采用考虑应力三轴度损伤的JC失效模型。  结论  所得成果可为后续花瓣开裂理论评估改进提供一定的分析依据。
基于物质点法的弹体侵彻靶板破甲特性数值模拟
秦业志, 姚熊亮, 王志凯, 王莹
2018, 13(3): 118-124. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01173
摘要:
  目的  针对有限元法处理弹体侵彻船用钢板时因网格畸变而无法准确模拟破口破坏形态及其形成的动态过程的问题,  方法  采用基于物质点法(Material Point Method,MPM)构建弹体侵彻舰船板壳结构的数值仿真模型,模拟弹体在侵彻过程中的破甲特性。将在不同初速度下侵彻5和10 mm厚靶板后的破口及塑性变形模拟结果与实验结果进行对比,以验证所提方法的有效性。  结果  结果表明:物质点法的模拟结果与实验结果吻合较好;弹体侵彻靶板的破口以及塑性变形区基本保持不变,且破口略大于弹体直径;弹体对靶板的破坏属于冲塞形式的穿甲破坏;半球形弹体以低、中、高的速度侵彻舰船外壳的靶板破坏形式属于冲塞破坏模式,速度大小对靶板的破口影响不大,而对靶板破口处隆起的高度影响较大。  结论  所提数值方法可为研究导弹侵彻舰船板壳提供新的有效途径,计算结果可为舰船结构的防护设计提供参考依据。
基于典型舰船结构特征的陆地靶标设计方案
吴子奇, 徐振桓, 王志凯, 王治, 姚熊亮
2018, 13(3): 125-130. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01161
摘要:
  目的  舰船陆地靶标旨在为反舰导弹战斗部对舰船结构实际侵彻毁伤能力提供评判依据,目前以侵彻钢质均厚板的厚度标定反舰导弹侵彻能力。  方法  通过数值仿真,对反舰导弹侵彻典型舰船甲板板架结构的毁伤模式进行研究,得到板架毁伤模式和导弹运动规律与以往均厚板架差异较大。基于舰船板架实际破坏模式、弹道及导弹自身运动规律,同时考虑舰船材料和结构特征、动力学边界条件以及客观限制条件,提出多层舰船陆地靶标设计方案。  结果  通过对设计的陆地靶标进行数值预报,得到的靶标毁伤模式以及导弹运动规律与实际情况相近。  结论  研究表明,陆地靶标可反映导弹对水面舰船的实际打击能力以及实际毁伤效果。
反舰导弹战斗部近距空爆的毁伤威胁性分析
赵传, 王树山, 马瑾, 谭朝明
2018, 13(3): 131-139. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01078
摘要:
  目的  对于小口径舰炮的近距拦截而言,反舰导弹战斗部空中爆炸的威力场及其对大型水面舰艇的毁伤威胁性,一直是备受关注的问题。  方法  通过理论分析和基于缩尺战斗部的弹体破碎性试验,建立“捕鲸叉”反舰导弹战斗部的空爆威力场模型。综合考虑炸点相对位置、弹体速度和飞行姿态等因素,建立毁伤载荷对舰艇的作用模型;通过典型舰艇目标的易损性分析,提出大型水面舰艇的等效靶模型。  结果  经计算分析,获得了爆炸冲击波和破片对舰艇结构、舰载固定翼飞机、舰面技术装备以及舰员的毁伤威胁距离。  结论  所建立的模型和计算方法可用于“捕鲸叉”反舰导弹近距空爆毁伤威胁性的定量分析,可为相关研究提供依据和技术支撑。
舰船舱内爆炸载荷特征与板架毁伤规律分析
姚熊亮, 屈子悦, 姜子飞, 王志凯, 王治
2018, 13(3): 140-148. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01162
摘要:
  目的  炸药在自由场、舱室内爆炸时,载荷特征存在很大差别。  方法  模拟不同药量炸药在自由场、密闭舱室与开口舱室中爆炸的过程,并对比数值计算载荷与亨利奇公式计算结果,分析炸药在密闭舱室以及开口舱室内的载荷特征。  结果  研究表明,在密闭舱室中,冲击波在角隅处形成汇聚压力,其在角隅处的冲击波总冲量约为板架中心处冲击波总冲量的1.45倍,而开口舱室角隅处的压力并不明显;与密闭舱室相比,开口舱室的反射压力峰值与准静态压力值均较小;开口舱室的冲击波总冲量约为密闭舱室的20%;密闭舱室板架的失效模式为板架沿加强筋发生塑性变形,沿角隅发生撕裂;开口舱室角隅处并未发生撕裂,但开口边缘处发生了外翻变形;只考虑冲击波作用时,采用数值模拟方法得到的板架中心最大变形值与简化计算方法得到的值比较接近,但在同时考虑冲击波、准静态压力作用时,误差较大。  结论  研究结果可为舱室内爆载荷的特征与板架毁伤规律提供较为合理的预报。
改进的3阶WENO-N3格式及其在内爆炸载荷计算中的应用
徐维铮, 吴卫国
2018, 13(3): 149-156. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01152
摘要:
  目的  高分辨率激波捕捉格式对含激波流场的数值模拟具有重要意义,其不但可以降低网格的规模,而且能较好地分辨出流场中复杂的波系结构。  方法  通过在权函数公式中增加额外项的方式构造出WENO-N+3格式,并采用泰勒级数展开的方法对WENO-N3和WENO-N+3格式在极值点处的精度进行理论推导和精度数值测试。选用激波与熵波相互作用、双爆轰波碰撞、瑞利—泰勒不稳定性等问题验证改进格式WENO-N+3与WENO-JS3,WENO-Z3和WENO-N3格式的区别。最后,将改进格式WENO-N+3应用于内爆炸载荷的数值计算。  结果  研究表明,改进格式WENO-N+3相较其他格式耗散低,并且在相同的计算网格下能给出较高的冲击波峰值。  结论  该方法可用于内爆炸载荷的数值计算。