原文传递
舰船在水下爆炸载荷作用下数值计算方法的研究
| 论文题名： | 舰船在水下爆炸载荷作用下数值计算方法的研究 |
| 关键词： | 舰船工程;水下爆炸;冲击波载荷;有限元分析;数值计算;动态响应 |
| 摘要： | 舰船在受到非接触性水下爆炸载荷作用时,将导致舰船上船体结构的破损和各类设备的失效,所以对非接触性水下爆炸的研究是各国海军的重点。由于实船试验的巨大成本,各国都把计算机数值仿真作为研究的重要工具。 应用大型有限元软件计算非接触性水下爆炸时,需要划分大量的水体网格。过多过密的网格将使计算成本快速上升甚至无法承受。本文利用大型有限元软件DYTRAN的用户子程序,使用一种数值模拟水下爆炸冲击波载荷的方法。该方法能大大减少水体网格的数目,从而节省了大量的计算时间。同时计算的结果表明,该方法与经验公式较为一致,结果较为可靠。具体的研究内容如下: 1、研究水下非接触性爆炸冲击波的产生及传播规律。应用了 MSC.DYTRAN对水下爆炸冲击波传播的全过程进行数值模拟,计算结果与经验公式吻合,验证了软件仿真方法的可行性和准确性。 2、分析了之前提出的一种数值模拟方法——球面加载法。经过大量的计算结果表明,球面加载法受爆距的影响较大,计算近场环境时会产生较大的误差,因此球面加载法的使用有一定的局限性。 3、使用了平面加载法。该方法通过对加载面划分若干个微元,对微元分别加载来实现冲击波的传播特点。经过大量的计算,结果表明平面加载法受爆距和爆炸当量的影响较小,精度较高。同时该方法在近场和远场环境下,误差没有较大变化,是一种适用性更广的计算方法。 4、利用平面加载法对舰船遭受水下爆炸的情况下进行数值模拟。计算结果反应了船体结构响应特点,并符合实船爆炸试验的数据。从而也印证了平面加载法是一种较为合理的计算方法。 本文得出的结论对相关理论研究和工程计算有一定的参考价值。 |
| 作者： | 沈阳 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 王乘 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
