[發明專利]一種不同能量結構裝藥的水下爆炸載荷模型構造方法

有效

• 申請號: 202110455381.2
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN112989726B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 劉國振;董九亭;余俊;穆春元;劉建湖
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明公開了一種不同能量結構裝藥的水下爆炸載荷模型構造方法，涉及炸藥爆炸能量測試領域，該方法包括：獲取水下爆炸載荷曲線；基于水下爆炸載荷曲線計算TNT裝藥的沖擊波能和氣泡能，基于水下爆炸載荷曲線構建不同能量結構裝藥沖擊波能和氣泡能；設A為不同能量結構裝藥氣泡能與沖擊波能的無量綱化比值，通過計算無量綱化比值下的沖擊波能和氣泡能，對衰減時間常數進行調試，獲得各個無量綱化比值下的修正衰減時間常數；根據修正衰減時間常數建立不同能量結構裝藥的水下爆炸載荷模型。根據該模型能夠繪制不同能量結構裝藥的水下爆炸自由場壓力載荷曲線，便于在實際工程中選擇合適的水下爆炸裝藥，指導相關工程服務。

技術領域

本發明涉及炸藥爆炸能量測試領域，尤其是一種不同能量結構裝藥的水下爆炸載荷模型構造方法。

背景技術

近年來，通過改變水中爆炸炸藥組成、鋁氧比、裝藥形狀、裝藥密度和約束條件等參數，可以改變炸藥在水中爆炸產生的沖擊波能量和氣泡能量的輸出結構，有效地控制炸藥在水中爆炸時的沖擊波能和氣泡能，達到控制炸藥的能量輸出結構以達到提高炸藥威力的目的，從而可以在水中爆破、地下采礦和具有軍事意義的行動中如對艦艇毀傷中，達到提高水中爆炸質量、降低成本、提高經濟和軍事效益的目的。但是到目前為止，與此對應的炸藥水下爆炸不同能量結構裝藥的爆炸載荷模型缺失，顯著制約了相關的研究和實際工程應用。因此，本文旨在構造一種不同能量結構裝藥的水下爆炸載荷模型，可為實際工程中選擇合適的水下爆炸裝藥、指導相關工程服務。

發明內容

本發明人針對上述問題及技術需求，提出了一種不同能量結構裝藥的水下爆炸載荷模型構造方法，本發明的技術方案如下：

一種不同能量結構裝藥的水下爆炸載荷模型構造方法，包括如下步驟：

獲取水下爆炸載荷曲線；

基于水下爆炸載荷曲線計算TNT裝藥的沖擊波能和氣泡能；

基于水下爆炸載荷曲線構建不同能量結構裝藥沖擊波能和氣泡能；

設其中，Y為不同能量結構裝藥氣泡能，E_sh為不同能量結構裝藥沖擊波能，Y′為TNT氣泡能，E′_sh為TNT沖擊波能，A為不同能量結構裝藥氣泡能與沖擊波能的無量綱化比值，且1≤A2；

通過計算無量綱化比值下的沖擊波能和氣泡能，對衰減時間常數進行調試，獲得各個無量綱化比值下的修正衰減時間常數；

根據修正衰減時間常數建立不同能量結構裝藥的水下爆炸載荷模型。

其進一步的技術方案為，基于水下爆炸載荷曲線構建不同能量結構裝藥氣泡能，包括：

基于水下爆炸載荷曲線獲取氣泡半徑和壓力之間的關系式；

根據關系式得到最大氣泡半徑；

將最大氣泡半徑分別代入氣泡內能和勢能的計算公式中，氣泡內能的表達式為：

其中，ρ為水的密度，g為重力加速度，z為氣泡所處位置流體靜壓力的等效水深度，R_b為氣泡半徑；

氣泡勢能的表達式為：

其中，W為裝藥量，γ為比熱比，k為常數，按國際標準單位，k＝1.359×10⁵，V(R_b)表示氣泡半徑為R_b時的氣泡體積；

根據氣泡內能和勢能計算不同能量結構裝藥氣泡能，表達式為：

其中，R_bmax為最大氣泡半徑，V(R_bmax)表示氣泡半徑為R_bmax時的氣泡體積。