摘要本文是利用显式有限元分析程序AUTODYN对含铝CL-20和HMX等4种炸药水下爆炸过程的冲击波传播规律进行数值模拟研究，模拟了无限水域中的水下爆炸冲击波在不同网格密度下传播规律，将水下爆炸简化为一维问题，并采用一维算法对水中爆炸冲击波进行了数值模拟，并与试验结果进行了比较，计算得到的水下爆炸冲击波的峰值压力和冲量与实验值基本吻合，但存在少量误差。探讨了网格密度对冲击波模拟传播的影响，发现设置较高的网格密度可以获得较好精度的压力和冲量模拟结果。还对药量的影响因素也做出了探讨，可知在大药量情况下（相比小药量时），较稀的网格密度也能获取相当精度的结果。60467

毕业论文关键词  水下爆炸  冲击波  数值模拟  网格密度  药量

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title  Numerical simulation of underwater explosion of high energy density materials                                               

Abstract

This article is the use of explicit finite element analysis program AUTODYN of aluminized CL-20 and HMX and other 4 kinds of explosive's underwater explosion shock wave propagation is simulated, simulation of infinite area of underwater explosion shock wave propagation in different grid density, the underwater explosion was simplified as a one-dimensional problem, and the use of one-dimensional algorithm of underwater explosion shock wave was simulated, and compared with the empirical formula and test results, values of shock wave peak pressure and impulse and experience the underwater explosion, but the presence of a small amount of error. To investigate the effects of mesh density on shock wave propagation simulation, found a high element density can obtain pressure and impulse of the simulation results accuracy, also influence on the loading factor is discussed, in large amount cases (compared to small amount), thin mesh density can obtain very accurate results.

Keywords underwater explosion  shock wave  numerical simulation  explosive mass

1  绪论 1

1.1  课题的背景 1

1.2  国内外研究现状 2

1.3  本文工作 3

2  基本理论算法和状态方程 4

2.1  引言 4

2.2  基本理论 4

2.3  数值计算 5

3  水下爆炸冲击波的数值模拟 9

3.1  引言 9

3.2  模型的建立与计算 9

4  研究水下爆炸冲击波模拟影响因素 14

4.1  引言 14

4.2  网格密度的影响 14

4.3  药量大小的影响 15

结论 27

致谢 28

参考文献 29

1  绪论

1.1  课题的背景

水中爆炸研究带有明显的军事目的，在中国越来越受到重视。自第二次世界大战以来，人们就开始对水下爆炸就进行了比较系统的研究，当时主要从军事角度着重分析水下爆炸的破坏效应开创工作以R.H.Cole于1948年出版的 《水下爆炸》为代表，它总结了当时有关水下爆炸的实验及理论研究的主要成果介绍了水下爆炸的现象，物理及化学特性传播及分布特点，水下爆炸的实验研究方法及水下爆炸载荷测试技术，并从理论上探讨了水下爆炸机理，现今人们仍然在广泛使用R.H.Cole的计算公式。20世纪80年代以来，随着科技的进步级人们对国防的重视，水下爆炸问题又重新引起世界各国的重视，有关的理论，实验，数值模拟研究得到了迅速发展。尤其近年来随着计算机硬件及计算方法的逐步完善水下爆炸的数值计算研究得到了迅速的发展，已成为爆炸力学研究的三个基本手段之一[1]。