多装药水下爆炸气泡

间距可控气泡脉动

通过调节装药间距控制气泡脉动特性，为水下爆炸工程提供关键参数。

Hu, Hongwei · 李道奎 · Zheng, Jian · Duan, Chaowei · Zhifan, Zhang

Physics of Fluids 2024

参数信息

独立气泡临界间距

1.3 times the bubble radius

合并气泡临界间距范围

1.0-1.3 times the initial bubble radius

必然融合最大间距

1.0 times the maximum bubble radius

技术优势

间距超1.3倍免干扰

装药间距大于气泡半径1.3倍时，各气泡独立演化，互不干扰，可独立预测每个气泡行为。

收缩期合并可控

当间距与初始气泡半径之比在1.0~1.3时，气泡在收缩阶段合并，合并周期随间距减小而增加。

膨胀期必然融合

间距小于气泡最大半径时，气泡在膨胀阶段即发生融合，可提前预判合并时机。

实验与数值双重验证

通过水箱小当量实验与数值模拟对照，两者结果一致，互补验证了多气泡演化规律。

应用场景

• 水下爆炸防护：为水下结构防护设计提供多气泡载荷预测，避免气泡群合并造成局部超压。
• 气泡动力学：给出多气泡相互作用临界间距判据，填补了气泡动力学在群体行为上的实验数据。
• 爆炸能量利用：通过控制气泡合并时机，可定向增强气泡脉动能量释放，提高爆炸能量利用效率。