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期刊信息/Journal information
中国舰船研究
中国舰船研究

许建

双月刊

1673-3185

cjsr@ship-research.com

027-88730832

430064

湖北省武汉市张之洞路268号

中国舰船研究/Journal Chinese Journal of Ship ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>办刊宗旨：高举创新的旗帜，加强技术交流，开展学术争鸣，提倡观念创新，推动理论创新与技术进步，促进舰船事业发展和海军装备建设现代化。读者对象：舰船行业的专家学者、大专院校的师生、科研院所的科技人员及相关领域的专业人员。
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    "舰艇爆炸毁伤与防护"专题·编者按

    张阿漫张磊李营
    1-2页
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    舰艇爆炸毁伤与防护若干关键问题研究进展

    李营杜志鹏陈赶超王诗平...
    3-60页
    查看更多>>摘要：大型水面舰船和潜艇是支撑海军空间立体化作战的主要装备和移动平台,随着战斗部毁伤威力和制导精度的日益提高,加之毁伤载荷的多元化,其生存环境面临愈加严峻的挑战,因而开展舰艇爆炸毁伤与防护研究具有十分重要的意义.爆炸载荷下舰艇结构的毁伤与防护是一个涉及爆炸力学、流体力学、结构动力学、材料学等多学科融合的交叉性问题,仍存在诸多难题有待研究.针对其中涉及的若干关键问题,围绕近年来国内外在舰艇爆炸载荷特性、毁伤响应机制及其防护技术与装备等方面的研究进展进行系统概述,指出当前研究存在的不足,并对舰艇爆炸毁伤与防护的发展趋势进行展望,旨在为未来舰艇高效毁伤与防护研究提供有价值的参考.

    舰艇结构爆炸载荷毁伤机理防护技术

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    舰船动力设备抗冲击评估方法综述

    李彦军陈旭曾庆鹏杨龙滨...
    61-85页
    查看更多>>摘要：舰船动力设备的抗冲击能力是舰船安全稳定运行的重要保障,而合理的评估方法可以较为方便地获得动力设备的抗冲击特性预测结果.首先,将冲击过程分为低/高速碰撞冲击过程和非接触爆炸冲击过程,基于主从系统关系,阐述舰船设备非一体化与一体化抗冲击方法,总结舰船动力设备的抗冲击研究进展,提出舰船动力设备抗冲击领域的重点研究技术.然后,结合舰船设备一体化方法(分为等效静力法、动态设计分析法及时域分析法)的特点,总结得出:等效静力法仅适用于低频影响的结构简单动力设备;动态设计分析法忽略了邻近设备、隔振系统及船体结构对冲击输入载荷的影响;时域分析法仅适用于爆炸冲击等特定场景或冲击信号输入;而舰船设备一体化考虑了船体结构-基座-隔振系统-动力设备形成的多自由度系统,其计算结果更贴近于实船工况,但建模和计算成本较高.最后,展望了舰船动力设备抗冲击的重要发展方向,包括评估方法的准确选取、抗冲击试验台的合理改进、冲击响应信号提取分析、动力设备多场耦合作用分析、动力设备物理模型简化研究、内部流动介质等效替代研究、数据挖掘和深度学习方法融合等.

    舰船动力设备抗冲击评估主从理论非一体化方法一体化方法

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    基于结构响应的舱室内爆TNT等效方法

    周沪孔祥韶罗峰曹宇航...
    86-95页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在揭示爆轰产物后燃烧效应对封闭空间中爆炸载荷的影响规律.[方法]通过往封闭舱室中充入氮气来抑制爆轰产物燃烧,开展在空气和氮气两种不同气体环境下封闭舱室内TNT爆炸响应试验,记录温度、压力变化历程和靶板中心点残余挠度,建立基于无量纲载荷参数的靶板变形与炸药释放能量之间的关系,并提出考虑后燃烧效应的封闭空间TNT等效方法.[结果]结果发现,由于爆轰产物燃烧能量释放量不同,在氮气环境中,封闭空间内爆炸压力、温度和靶板动态响应明显低于空气环境.内爆载荷分析需计入TNT爆炸产物燃烧释放的能量及其增强效应.[结论]与现有基于准静态压力的TNT当量计算方法进行的比较表明,所提基于结构响应的舱室内爆TNT等效方法具有合理性和良好的适用性.

    封闭爆炸载荷后燃烧效应TNT当量

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    圆柱装药战斗部爆炸破片分布特性数值模拟分析

    余林刘祖涛许仁多安正松...
    96-105页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在探讨圆柱体战斗部爆炸破片的分布及威力场特性.[方法]利用ANASYS/AUTODYN有限元分析软件建立圆柱装药战斗部数值的光滑粒子动力学(SPH)分析模型,基于对SPH粒子尺寸的收敛性分析,以及对MOTT破片分布模型有效性的验证分析,开展引爆方式、引爆位置、装药长径比以及装药量等关键因素对爆炸破片分布特性以及威力场特性的影响规律研究.[结果]结果显示:引爆位置和引爆方式主要对圆柱装药战斗部两端破片的速度分布有明显影响;在装药质量不变的情况下,装药长径比在点引爆条件下会对远端破片速度产生较为有限的影响,但对破片质量分布的影响比较显著;在相同装药长径比情况下,破片速度会随装药量的增加而明显增加,但是该速度增量的提升幅度会随着装药质量逐渐降低.[结论]所做研究可为战斗部设计以及舰船抗冲击防护结构设计提供重要参考.

    爆炸力学战斗部破片分布破片速度数值模拟

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    考虑流场黏性的气泡与自由液面作用的数值模拟

    王加夏伍师增刘昆朱方杰...
    106-114页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在探究计入可压缩性和黏性效应流场中水下爆炸气泡与自由液面相互作用时液面水冢的演化规律.[方法]首先,基于OpenFOAM的可压缩两相流求解器和流体体积法(VOF),建立计入流场可压缩性和黏性效应的水下爆炸气泡与自由液面耦合作用的数值模型;然后,通过与试验结果进行对比,验证数值模型的有效性;最后,研究不同流场黏性和不同距离参数对气泡脉动过程及液面水冢运动的影响.[结果]结果显示,流场黏性效应对于水冢高度、气泡脉动周期、气泡脉动尤其是反弹阶段的气泡形态均有重要影响;低黏度流体中环状气泡形态不易于保持,易出现环状气泡的撕裂现象;随着距离参数的增大,自由表面和气泡之间的耦合效应逐渐减弱,气泡脉动周期增大,主峰和二次水冢尖峰的高度减小,同时主峰和射流的宽度逐渐增大.[结论]所做研究可为气泡在不同黏性流场中的演变机理提供参考.

    水下爆炸气泡自由液面流场黏性距离参数液面水冢

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    舰船非接触水下爆炸系统的混合不确定度量化

    梁霄杨伊伊陈江涛王瑞利...
    115-126页
    查看更多>>摘要：[目的]舰船非接触水下爆炸建模与仿真(M&S)中同时存在品目繁多的认知不确定度和偶然不确定度,在M&S过程中引入的不确定度导致系统响应量(SRQ)的数值模拟结果与试验真值间产生较大偏差,影响M&S的性能.而使用非接触水下爆炸不确定度量化(UQ)方法能提高M&S的可靠性和可信度.[方法]首先,针对无物理意义、通过试验直接标定的唯象参数,使用D-S 证据理论(DSTE)融合不同学科专家(SME)的建议,得到唯象参数赋值区间和基本信度分配(BBA)函数.鉴于SME 的个人工程经验和知识结构的局限性,采用多证据、多周期性融合方法,提高认知不确定度量化的客观性.其次,使用蒙特卡罗法研究非接触水下爆炸中高维输入偶然不确定度的传播.最后,当偶然不确定度和认知不确定度同时存在时,将唯象参数作为外层,不确定的物理量作为内层,使用双层循环法执行非接触水下爆炸的混合不确定度量化.[结果]结果表明,改进后的DSTE方法缩小了认知不确定度的取值范围,对SME初始意见改动较大,计算所得认知不确定度的BBA更精确、客观性更强.双层循环法可计算得到舰船非接触水下爆炸SRQ的可信置信区间和BBA,结果与常识吻合.[结论]研究结果可用于指导舰船防护设计和提高水下兵器爆炸毁伤能力.

    混合不确定度量化非接触水下爆炸D-S证据理论认知不确定度双层循环

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    战斗部头部形状对侵彻钢板影响的试验与理论研究

    李楠伍星星王海坤张伦平...
    127-133页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在探究战斗部头部形状对其侵彻匀质金属板性能的影响.[方法]利用 92 mm滑膛炮发射平头型战斗部和尖头型战斗部侵彻Q345B与 921A 钢材料的靶板,通过测速靶网以及高速摄像方法对战斗部侵彻钢板前后的速度进行测量,分析侵彻靶板后战斗部与靶板的毁伤模式,从而建立起不同头部形状战斗部侵彻下的理论评估方法.[结果]结果表明:战斗部头部形状对侵彻靶板后的毁伤模式以及对不同类型钢板的等效换算均具有重要影响;尖头型战斗部对靶板的毁伤以花瓣型为主,平头型战斗部以剪切冲塞为主;与贝尔金公式相比,采用改进Thomoson公式计算战斗部侵彻靶板后的剩余速度所得结果与试验结果吻合更好.[结论]所提方法及结果可用于后续对战斗部穿甲性能的评估,并可为后续大质量战斗部侵彻金属板研究提供相关依据.

    爆炸力学毁伤特性穿甲试验尖头型战斗部平头型战斗部理论计算

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    双爆源水下爆炸对圆柱壳结构的毁伤特性研究

    陈高杰宋英杰邢津浩
    134-149页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在充分研究多种毁伤元对目标毁伤的模式,分析双爆源水下爆炸对圆柱壳结构的毁伤效应.[方法]首先,建立圆柱壳有限元模型,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法对单/双爆源水下爆炸下圆柱壳的毁伤特性展开研究;然后,从破口面积、最大垂向位移和塑性应变区域面积等特征参数方面评价结构的毁伤效果,并以 500 kg TNT装药为例进行计算分析.[结果]结果显示,对于间距为 1 m的双爆源水下爆炸,同等当量的双爆源相比单爆源的爆炸会对圆柱壳外板造成更严重的毁伤,但对圆柱壳内板的毁伤不如单爆源;对于间距大于 3 m的双爆源水下爆炸,随着间距的增加,爆炸对圆柱壳结构的毁伤效果逐渐减弱.[结论]通过计算不同初始参数下水下爆炸对圆柱壳结构的毁伤,所获取的单/双爆源水下爆炸对圆柱壳结构的毁伤规律结果可为增强水下作战武器威力提供参考.

    水下爆炸结构毁伤双爆源气泡冲击波

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    基于PCA-BOA-KNN模型的水下爆炸舰船结构破损评估

    梁潇帝刘寅东
    150-157页
    查看更多>>摘要：[目的]为解决水下爆炸作用下舰船结构破口损伤评估问题,建立一种基于PCA-BOA-KNN模型的破口预报方法.[方法]首先,分别建立五舱段和七舱段有限元模型,对 21 组水下爆炸工况进行爆炸仿真分析;然后,基于主成分分析(PCA)法,对加速度峰值、速度峰值、位移峰值、应力峰值和超压峰值进行降维处理,得到 2 个本征特征量;最后,将由主成分分析法得到的结果代入贝叶斯网络优化(BOA)的KNN模型,通过建立的破口预报模型,预测一组工况下舰船不同剖面处的破口情况.[结果]结果显示,通过主成分分析法提取的前 2 个因子的累计贡献率为 85.165%,这 2 个因子可代表 5 个特征量的主要信息;基于PCA-BOA-KNN模型的破口预报结果与仿真结果基本一致.[结论]所提的预报模型方法对舰船结构破口预报有效,对于不同主尺度船体结构破口预报有一定的参考价值.

    结构分析主成分分析KNN算法水下爆炸

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