水下爆炸沖擊波相互作用的仿真分析

盛振新，劉榮忠，郭 銳

（南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 智能彈藥國防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京， 210094）

在同一片水域多個(gè)炸藥發(fā)生爆炸時(shí)，爆炸沖擊波會(huì)相互影響，而目前對于沖擊波之間相互作用的研究尚少。大量論文對單個(gè)炸藥水下爆炸進(jìn)行了仿真計(jì)算[1-5]，主要是利用 AUTODYN、MSC.DYTRAN 和LS-DYNA等動(dòng)力學(xué)仿真軟件。張振華[1]和肖秋平[3]分別利用MSC.DYTRAN和AUTODYN計(jì)算了球形藥包在無限水域中的爆炸過程，分析了網(wǎng)格密度和水的狀態(tài)方程參數(shù)對水下爆炸沖擊波的影響。吳國群等人[5]利用兩發(fā)電雷管進(jìn)行水下爆炸試驗(yàn)，模擬研究兩個(gè)相同藥量藥包水下爆炸形成的沖擊波之間的相互作用，結(jié)果表明起爆延時(shí)和間距的改變會(huì)對水下爆炸沖擊波之間的相互作用有較大影響。為了更加直觀地研究水下爆炸沖擊波之間的相互作用，本文利用AUTODYN對兩發(fā)炸藥水下爆炸沖擊波進(jìn)行仿真計(jì)算，深入研究水下爆炸沖擊波之間的相互作用，為提高水下爆炸的威力提供一定的理論參考。

1 炸藥水下爆炸數(shù)值模擬

1.1 仿真模型

文中利用AUTODYN動(dòng)力學(xué)仿真軟件，對炸藥水下爆炸的過程進(jìn)行仿真計(jì)算，為了避免 Lagrange算法經(jīng)常遇到的網(wǎng)格大變形所導(dǎo)致的計(jì)算困難，采用Euler算法。

建立二維面對稱有限元模型，計(jì)算模型水域尺寸為1 000mm×500mm，設(shè)置網(wǎng)格數(shù)為500×250，兩發(fā)TNT球形裸裝炸藥半徑均為20 mm，質(zhì)量為54.62 g，裝藥間距為100mm，采用中心起爆方式，模型及相關(guān)尺寸如圖1（a）所示。為了將單發(fā)炸藥水下爆炸沖擊波和兩發(fā)炸藥水下爆炸沖擊波進(jìn)行對比分析，還需建立單發(fā)炸藥的計(jì)算模型，如圖1（b）所示。……