遠(yuǎn)場水下爆炸數(shù)值計(jì)算方法

 水下爆炸分為近場和遠(yuǎn)場兩種情況。在遠(yuǎn)場水下爆炸中艦船結(jié)構(gòu)只發(fā)生彈性變形，氣泡效應(yīng)通常被忽略，數(shù)值計(jì)算中可只考慮沖擊波的作用。LS-DYNA有多種算法可用于水下爆炸數(shù)值模擬，如流固耦合法、*LOAD_SSA、LS-DYNA/USA等。

流固耦合法主要用于近場計(jì)算，由于計(jì)算耗費(fèi)和計(jì)算準(zhǔn)確度的原因，難以用于遠(yuǎn)場水下爆炸模擬。*LOAD_SSA可以用來模擬遠(yuǎn)場水下爆炸載荷對結(jié)構(gòu)的毀傷，這種方法考慮了球面入射波、反射波、輻射波以及附帶水質(zhì)量帶來的影響；由于不需要建立流體網(wǎng)格，這種方法計(jì)算速度很快，缺點(diǎn)是附帶水質(zhì)量沒有考慮主沖擊波過后后續(xù)流體的空化特性。LS-DYNA/USA模塊在流體邊界上采用雙漸進(jìn)近似算法(DAA)，可以考慮附帶水質(zhì)量的影響，計(jì)算準(zhǔn)確度很高，但目前此模塊對華禁運(yùn)。

綜上，采用*LOAD_SSA方法是工程中計(jì)算水下遠(yuǎn)場爆炸載荷對結(jié)構(gòu)毀傷效應(yīng)的有效途徑。

數(shù)值計(jì)算模型

 計(jì)算一薄壁圓桶在水下沖擊波載荷作用下的毀傷情況，計(jì)算模型如下圖所示。爆炸載荷通過*LOAD_SSA關(guān)鍵字進(jìn)行加載。

圖 計(jì)算模型

計(jì)算結(jié)果

 薄壁圓桶變形情況如下。

圖 薄壁圓桶變形情況

圖 薄壁圓桶變形的動(dòng)態(tài)過程

小結(jié)與思考

 （1）*LOAD_SSA對與遠(yuǎn)場計(jì)算能同時(shí)兼顧精度和計(jì)算效率，滿足工程計(jì)算要求；

（2）爆炸載荷是按球形TNT炸藥水下爆炸經(jīng)驗(yàn)載荷公式加載，其余類型炸藥需轉(zhuǎn)換為能量等效的球形TNT藥包；

（3）計(jì)算模型網(wǎng)格單元的法向必須指向外側(cè)；

（4）需在kg-m-s單位制下建立模型。

付費(fèi)內(nèi)容為計(jì)算K文件和建模視頻講解，謝謝支持！