水下爆炸气泡

可压缩压力特性

该模型揭示了可压缩性对气泡多周期脉动压力的影响，为水下爆炸载荷评估提供高精度工具。

Junliang, Liu · 晓威 · 姚熊亮

Physics of Fluids 2024

参数信息

临界气泡-壁面距离

>1.8

技术优势

能算射流后的压力

通过新形式的辅助函数求解方法，在可压缩流场中处理双连通几何，避免了现有可压缩模型的计算困难。

与实验吻合

数值算法已与经典理论模型和实验结果对比验证，确保压力计算的可靠性。

揭示可压缩性影响

比较可压缩与不可压缩流场中第一、第二振荡周期的气泡压力，证实压力计算必须考虑流体可压缩性和多周期脉动。

给出安全距离

发现临界气泡-壁面距离 r_w > 1.8 时气泡在首次射流冲击后不再分裂，可用于指导结构安全设计。

应用场景

• 水下爆炸防护：预测爆炸气泡压力载荷，指导防护结构设计。
• 船舶结构抗冲击：评估气泡脉动压力对船体的冲击。
• 海洋工程载荷评估：提供多周期气泡压力数据用于载荷评估。
• 水下兵器毁伤评估：计算近壁气泡压力分布，评估毁伤效果。