基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟

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基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟

张伟, 岳永威, 张阿漫, 孙龙泉

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张伟, 岳永威, 张阿漫, 孙龙泉. 基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(6): 23-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

引用本文:

张伟, 岳永威, 张阿漫, 孙龙泉. 基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(6): 23-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

ZHANG Wei, YUE Yongwei, ZHANG Aman, SUN Longquan. Numerical Simulation of Underwater Explosion Bubble Interactions with a Solid Boundary Based on AUTODYN[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(6): 23-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

Citation:

ZHANG Wei, YUE Yongwei, ZHANG Aman, SUN Longquan. Numerical Simulation of Underwater Explosion Bubble Interactions with a Solid Boundary Based on AUTODYN[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(6): 23-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

¹中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064²哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51009035，50939002）；国家自然科学基金委员会—中国工程物理研究院联合基金项目（10976008）；第十二届霍英东教育基金项目（121073）；新世纪优秀人才支持计划（NCET-0054）

作者简介:
张伟（1979-），男，硕士，工程师。研究方向：船舶结构设计制造。岳永威（1987-），男，硕士研究生。研究方向：舰船总体与系统工程。张阿漫（1981-），男，教授。研究方向：水下爆炸，气泡动力学。

通讯作者:
岳永威

中图分类号: U661.4

Numerical Simulation of Underwater Explosion Bubble Interactions with a Solid Boundary Based on AUTODYN

¹ China Ship Development and Design Center,Wuhan 430064,China ² College of Shipbuilding Engineering,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China

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Corresponding author: YUE Yongwei

摘要: 阐述了AUTODYN软件模拟水下爆炸气泡的原理及过程，通过球对称模型以及重力场中气泡的实验数据与AUTODYN计算结果的对比，验证其在计算气泡脉动时间和压力等方面的计算精度，并以此为基础研究近壁面水下爆炸气泡的动力学特征以及影响因素，包括无量纲距离对气泡形状的影响，固壁面对气泡最大半径、脉动周期和射流时间的影响，以及近固壁面气泡射流速度及压力的变化等，总结相关规律，为气泡的数值模拟研究提供参考。
- 水下爆炸 /
- 气泡 /
- AUTODYN /
- 脉动 /
- 射流 /
- 固壁面
Abstract: This paper introduces the principle and procedures of using AUTODYN to numerically simulate gas bubbles produced by underwater explosions. By comparing the experimental data to the simulated results concerning the spherically symmetric model and its gravity field，the accuracy of AUTODYN in calculating pulsation time，pressure，and other parameters are validated. Then，the dynamics characteristic of underwater explosion gas bubbles near a solid boundary is analyzed，including various factors that affect bubble shapes，maximum radius，pulsation period and impact time. The variation in velocity and pressure of the bubble jet is also discussed.
- underwater explosion /
- bubble /
- AUTODYN /
- pulse /
- jet /
- solid boundary

[1]	张阿漫，王诗平，白兆宏，等. 不同环境下气泡脉动特性实验研究[J]. 力学学报，2011，43（1）：71-83.ZHANG A M，WANG S P，BAI Z H，et al. Experimental study on bubble pulse features under different circumstances[J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics，2011，43（1）：71-83.
[2]	张阿漫，姚熊亮. 近自由面水下爆炸气泡的运动规律研究[J]. 物理学报，2008，57（1）：339-353.ZHANG A M，YAO X L. The law of the underwater explosion bubble motion near free surface[J]. Acta Physica Sinica，2008，57（1）：339-353.
[3]	VUYST T D，VIGNJEVIC R，CAMPBELL J C. Coupling between meshless and finite element methods[J].International Journal of Impact Engineering，2005，31（8）：1054-1064.
[4]	COLE R H. Underwater explosion[M].Princeton：Princeton University Press，1948.
[5]	GEERS T L，HUNTER K S. An integrated waveeffects model for an underwater explosion bubble[J].The Journal of the Acoustical Society of America，2002，111（4）：1584-1601.
[6]	BRUJAN E A，NAHEN K，SCHMIDT P，et al. Dynamics of laser-induced cavitation bubbles near an elastic boundary：influence of the elastic modulus[J]. Journal of Fluid Mechanics，2001，433：251-281.
[7]	KLASEBOER E，HUNG K C，WANG C，et al. Experimental and numerical investigation of the dynamics of an underwater explosion bubble near a resilient/rigid structure[J]. Journal of Fluid Mechanics，2005，537：387-413.
[8]	BJERKNES. Fields of force[M]. New York：Columbia University Press，1966.
[9]	张阿漫. 水下爆炸气泡三维动态特性研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工程大学，2006.

[1]	张斐, 张春辉, 张磊, 王志军, 周春桂. 多次水下爆炸作用下钢板动态响应数值模拟 . 中国舰船研究, 2019, 14(6): 122-129. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01431
[2]	张阿漫, 王诗平, 彭玉祥, 明付仁, 刘云龙. 水下爆炸与舰船毁伤研究进展 . 中国舰船研究, 2019, 14(3): 1-13. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01608
[3]	董九亭, 刘建湖, 汪俊, 刘国振. 水下爆炸下舰艇不同部位冲击环境数值分析 . 中国舰船研究, 2018, 13(5): 32-38. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01139
[4]	曾令玉, 蔡尚, 王诗平. 水下爆炸气泡对舰船冲击环境的影响 . 中国舰船研究, 2018, 13(3): 66-71. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01033
[5]	叶曦, 初文华, 陈林, 张阿漫. 近自由液面气泡与冲击波的相互作用 . 中国舰船研究, 2017, 12(5): 90-96. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.05.011
[6]	姚熊亮, 刘文韬, 张阿漫, 刘云龙. 水下爆炸气泡及其对结构毁伤研究综述 . 中国舰船研究, 2016, 11(1): 36-45. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.01.006
[7]	陈崧, 杨雄辉, 唐文勇, 郭娅, 苏怡然. 水下近场爆炸双层防护结构抗爆能力的数值模拟分析 . 中国舰船研究, 2015, 10(1): 32-38. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2015.01.005
[8]	张弩. 水下爆炸气泡作用下船体总纵强度估算方法 . 中国舰船研究, 2014, 9(6): 14-18,25. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2014.06.003
[9]	张弩, 于馨. 水下爆炸冲击波与气泡载荷作用下船体结构的动响应 . 中国舰船研究, 2014, 9(1): 99-104. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2014.01.014
[10]	黄毅, 张弩. 水下爆炸气泡脉动载荷影响因素分析 . 中国舰船研究, 2013, 8(6): 33-39. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2013.06.006
[11]	王诗平, 张阿漫, 程潇欧, 姚熊亮, 陈海龙. 水面舰船附近气泡运动数值模拟 . 中国舰船研究, 2012, 7(5): 43-49. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.05.008
[12]	岳永威, 王超, 朱枫, 王奂钧. 单壳体潜艇在气泡脉动载荷作用下的响应规律研究 . 中国舰船研究, 2012, 7(2): 42-49. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.02.008
[13]	徐永刚, 宗智, 李海涛. 水下爆炸冲击波和气泡联合作用下结构响应数值分析 . 中国舰船研究, 2011, 6(3): 8-11. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2011.03.002
[14]	张阿漫, 王诗平, 汪玉, 姚熊亮. 水下爆炸对舰船结构损伤特征研究综述 . 中国舰船研究, 2011, 6(3): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2011.03.001
[15]	冯麟涵, 刘世明, 曹宇, 张阿漫. 弹塑性结构水下爆炸相似律研究 . 中国舰船研究, 2010, 5(5): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.05.001
[16]	牟金磊, 朱锡. 舰船抗爆领域水下爆炸载荷研究进展 . 中国舰船研究, 2010, 5(2): 1-8. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2010.02.001
[17]	樊宝顺, 程素秋, 韩峰. 舰船舱段模型在水下爆炸作用下的壁压分析 . 中国舰船研究, 2009, 4(5): 20-22. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2009.05.004
[18]	陈娟, 许永秋, 姚熊亮, 位莎. 水下爆炸冲击载荷的一种新型算法研究 . 中国舰船研究, 2009, 4(3): 18-23. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2009.03.004
[19]	张阿漫, 姚熊亮, 李克杰, 李佳. 舰船在水下爆炸载荷作用下的总强度研究 . 中国舰船研究, 2007, 2(01): 9-13. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2007.01.002
[20]	姚熊亮, 曹宇, 郭君. 水下爆炸时加肋双层圆柱壳冲击响应的统计分析 . 中国舰船研究, 2006, 1(1): 33-40. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2006.01.007

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基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

¹中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064²哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨150001

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51009035，50939002）；国家自然科学基金委员会—中国工程物理研究院联合基金项目（10976008）；第十二届霍英东教育基金项目（121073）；新世纪优秀人才支持计划（NCET-0054）

作者简介:
张伟（1979-），男，硕士，工程师。研究方向：船舶结构设计制造。岳永威（1987-），男，硕士研究生。研究方向：舰船总体与系统工程。张阿漫（1981-），男，教授。研究方向：水下爆炸，气泡动力学。

通讯作者: 岳永威

收稿日期: 2012-03-01
修回日期: 2012-04-01
刊出日期: 2012-11-26

中图分类号: U661.4

关键词:

摘要: 阐述了AUTODYN软件模拟水下爆炸气泡的原理及过程，通过球对称模型以及重力场中气泡的实验数据与AUTODYN计算结果的对比，验证其在计算气泡脉动时间和压力等方面的计算精度，并以此为基础研究近壁面水下爆炸气泡的动力学特征以及影响因素，包括无量纲距离对气泡形状的影响，固壁面对气泡最大半径、脉动周期和射流时间的影响，以及近固壁面气泡射流速度及压力的变化等，总结相关规律，为气泡的数值模拟研究提供参考。

English Abstract

张伟, 岳永威, 张阿漫, 孙龙泉. 基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(6): 23-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

引用本文:

张伟, 岳永威, 张阿漫, 孙龙泉. 基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟[J]. 中国舰船研究, 2012, 7(6): 23-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

ZHANG Wei, YUE Yongwei, ZHANG Aman, SUN Longquan. Numerical Simulation of Underwater Explosion Bubble Interactions with a Solid Boundary Based on AUTODYN[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(6): 23-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

Citation:

ZHANG Wei, YUE Yongwei, ZHANG Aman, SUN Longquan. Numerical Simulation of Underwater Explosion Bubble Interactions with a Solid Boundary Based on AUTODYN[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2012, 7(6): 23-30. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2012.06.004

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