艦船艙內空爆數值仿真方法研究

夏 極，肖漢林，趙 成，張志強，劉土光

(1. 海軍駐中國艦船研究設計中心軍事代表室，湖北 武漢 430064；2. 中國艦船研究設計中心，湖北 武漢 430064；3. 華中科技大學 船舶與海洋工程學院，湖北 武漢 430074)

艦船艙內空爆數值仿真方法研究

夏 極1，肖漢林2，趙 成3，張志強3，劉土光3

(1. 海軍駐中國艦船研究設計中心軍事代表室，湖北 武漢 430064；2. 中國艦船研究設計中心，湖北 武漢 430064；3. 華中科技大學 船舶與海洋工程學院，湖北 武漢 430074)

利用 Ansys/LS-DYNA 動力分析軟件模擬大型水面艦船在艙室內部爆炸情況下船體結構的加速度響應情況。炸藥及空氣采用歐拉網格，船體結構采用拉格朗日網格，計算采用多物質ALE算法。數值模擬中對爆炸環境進行簡化，以附連水質量代替水線面下方水介質對船體結構的影響。將不同尺寸網格計算出的沖擊波載荷曲線與經典經驗公式對比，得到數值仿真的合理網格尺寸。采用簡化模型討論 2 種邊界約束條件對各層平臺加速度峰值響應的影響，得到較為合適的約束條件。計算得到沿船長方向船體結構加速度分布并與實驗結果相比較，數值仿真計算得到的加速度峰值與實驗數據較為吻合，表明仿真中對于空爆載荷及約束條件等沖擊環境的模擬合理。

沖擊波；加速度響應；空中爆炸環境模擬；ALE 算法；數值模擬

0 引 言

目前，對于空中爆炸的研究主要有理論分析、實船試驗和數值仿真分析 3 類方法。現存很多空中爆炸相關理論主要由一些經驗公式堆積而成，對基礎理論的探討還需要進一步加強。……