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原文传递舱室内爆和泄爆下载荷特性研究

论文题名：	舱室内爆和泄爆下载荷特性研究
关键词：	水面舰艇;舱室内爆;舱室泄爆;载荷特性;数值仿真
摘要：	目前反舰导弹基本上能够穿透水面舰艇舷侧外板，进入到舰艇舱室内部发生爆炸，可能对舰艇结构和设备造成严重的破坏。为了降低爆炸造成的破坏，一般会在舱壁上设置能够引导爆炸冲击波的能量传递到其它位置的泄爆孔。因此，研究舱室内爆和泄爆载荷特性是非常有必要的。本文采用理论分析、数值仿真和试验方法研究了舱室内爆和泄爆的载荷特性，具体的研究内容如下：　　（1）分析了自由大气爆炸冲击波超压峰值的经验公式。采用Autodyn软件中的FCT算法和Grodnov算法分别数值仿真了冲击波载荷，并与经验公式的计算结果进行了对比，发现采用FCT算法得到的结果的精度更高。通过探讨不同网格尺寸对数值仿真结果的影响，发现网格越小，数值仿真结果越大，但不同比例距离下结果精度最高的网格尺寸并不固定。　　（2）开展了双舱室模型内爆试验，研究了装药量对起爆舱载荷的影响。利用软件 Autodyn对舱室内爆试验进行了数值仿真，验证了数值仿真方法的有效性。通过对比圆柱形装药和球形装药的数值仿真结果，发现装药形状对舱室内爆的准静态阶段的载荷影响较小。　　（3）采用数值仿真方法研究了舱室内爆时不同区域的载荷特性，分析了装药量对舱内载荷的影响。针对不同的舱室模型数值仿真了舱内爆炸，研究了泄爆孔对起爆舱和泄爆舱载荷的影响，发现泄爆孔能够有效降低起爆舱载荷。　　（4）通过对比等效高压气体模型、舱室泄爆模型和试验得到的压力时间历程曲线，发现采用等效高压气体模型能够很好的模拟舱室泄爆的准静态压力随时间的变化。基于等效高压气体模型和现有的简化算法提出了三种改进的解析计算方法来确定单舱室泄爆的准静态压力。研究了舱室体积、装药量、泄爆孔面积对舱内载荷的影响，并验证了改进的解析计算方法的有效性。　　（5）基于双舱室泄爆模型和等效高压气体模型采用数值仿真方法研究了双舱室泄爆的载荷特性，在此基础上建立了简化的解析计算方法来确定双舱室泄爆的准静态压力。采用简化的解析计算方法和数值仿真方法研究了两个舱室的准静态压力，验证了简化的解析计算方法的有效性。
作者：	王思奥
专业：	船舶与海洋工程
导师：	李俊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文