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摘要本文以常规炸药的水下爆炸为例，系统地对水的状态方程人工黏性系数和网格尺寸大小这个主要影响因素进行探讨，从而探寻这些因素对水下爆炸冲击波数值仿真的影响规律，先对采用种常用的状态方程对所以计算程序中通常引入人工黏性来解决这问题，其中次黏性系数削弱单位最高阶频率中的震荡，次黏性引入个阻抗压力来防止单元压溃。

但是引入人工黏性会在计算域的几个网格宽度内光滑冲击波阵面，抑制陡峭峰值压力后的尾随振荡，影响冲击波峰值压力的大小。

因此，人工黏性系数的选取对于计算结果有较大的影响。

在程序中人工黏性次项次项系数默认值为和，人工黏性的形式为式中为次项人工黏性系数，为次项人工黏性系数，为特征长度，为材料密度，为材料中波速，ε为体积变化率。

由于人工黏性系数对计算结果有着明显的影响，许多学者在进行水下爆炸数值仿真时，通过采用调整人工黏性系数来提高数值仿真的精度。

徐豫新等在其他计算条件相同的数值仿真结果的影响，本研究分别采用上述种常用的状态方程对在无限水域中的爆炸进行了系列计算，以的网格划分，监测爆距为和的点位，得到了不同状态方程下峰值压力与比冲量的计算结果，与经验公式进行对比，结果如图和图所示。

根据计算得到的峰值压力与比冲量，对其进行总结，并结合对比经验公式计算值，如表和表所示。

图采用不同状态方程得到的峰值压力计算结果图采用不同状态方程得到的比冲量计算结果表炸药无限水域爆炸冲击波峰值压力表炸药无限水域爆炸冲击波比冲量结合表和表可以看出，这种状态方程都可以模拟水下冲击波的衰减过程，但每种状态方程衰减的规律不同，从近场到远场的冲击波峰值压力与比冲量计算结果也谈水下爆炸冲击波数值模拟分析爆炸力学论文的影响众所周知，网格尺寸对于数值仿真的结果有很大影响，进行数值仿真前般都要进行网格无关性的验证。

对于水下爆炸问题，当计算域较大时很难实现过于细密的网格划分，为了探寻水下爆炸数值仿真中不同工况下的合理网格尺寸，张社荣等对不同当量炸药在无限水域内爆炸的网格尺寸进行了研究，提出了炸药半径与网格尺寸之比为基准的网格划分的方法余晓菲等采用软件研究了等网格尺寸下水下爆炸冲击波峰值压力的计算误差方斌等对药量为的水下爆炸情况的网格尺寸影响进行了分析，对网格尺寸大小与峰值压力误差的关系进行了讨论。

此外，还有许多学者对于水下爆炸冲击波数值仿真中的网格尺寸的选取做了些研究，但对不同当量的炸药工况采用多大网格尺寸能满足工程算结果的影响不大，在取值为时，计算结果与经验公式基本吻合。

为深入研究水的状态方程对水下爆炸数值仿真结果的影响，本研究分别采用上述种常用的状态方程对在无限水域中的爆炸进行了系列计算，以的网格划分，监测爆距为和的点位，得到了不同状态方程下峰值压力与比冲量的计算结果，与经验公式进行对比，结果如图和图所示。

根据计算得到的峰值压力与比冲量，对其进行总结，并结合对比经验公式计算值，如表和表所示。

图采用不同状态方程得到的峰值压力计算结果图采用不同状态方程得到的比冲量计算结果表炸药无限水域爆炸冲击波峰值压力表炸药无限水域爆炸冲击波比冲量结合表和表可以看出，这种状态方程都可以模拟水下冲中为次项人工黏性系数，为次项人工黏性系数，为特征长度，为材料密度，为材料中波速，ε为体积变化率。

由于人工黏性系数对计算结果有着明显的影响，许多学者在进行水下爆炸数值仿真时，通过采用调整人工黏性系数来提高数值仿真的精度。

徐豫新等在其他计算条件相同的前提下，修改次项黏性系数为，修改次项黏性系数为进行计算得出冲击波波峰压力衰减的规律，认为通过减少黏性系数，可以提高冲击波峰值压力，使计算结果与经验公式更加接近。

杨坤等在控制次项黏性系数不变的情况下，通过调整次项黏性系数，分析次黏性系数对峰值压力的影响。

为了更系统研究人工黏性系数对水下爆炸模拟结果的影响，本节以炸药在无限水域中的爆炸为例，采用摘要本文以常规炸药的水下爆炸为例，系统地对水的状态方程人工黏性系数和网格尺寸大小这个主要影响因素进行探讨，从而探寻这些因素对水下爆炸冲击波数值仿真的影响规律，先对采用种常用的状态方程对在无限水域中的爆炸进行了系列计算，给出了各种状态方程的适用范围，对于人工黏性系数对计算结果的影响进行探讨，设定了次与次人工黏性系数的建议取值范围通过系列仿真计算并进行总结归纳，从而给出不同当量炸药在数值仿真中满足工程精度要求下的参考适宜网格尺寸。

关键词人工黏性系数数值仿真水下爆炸水的状态方程网格尺寸水下爆炸历来都是各国关注的重要研究项目。

在军事上，水下爆炸是水中兵器设计技术破坏效应和水下爆破工程的基础问题在民用次黏性系数对峰值压力的影响较大，对比冲量的影响较小，而次人工黏性系数对计算结果影响较小。

当次黏性系数增大时，冲击波峰值压力减小，衰减加快。

当次黏性系数取值在时，冲击波峰值压力误差较小，能满足精度要求。

对不同量级当量炸药水下爆炸进行系列数值仿真，分析了网格尺寸对水下爆炸冲击波峰值压力与比冲量的影响，其中网格尺寸对峰值压力的影响较大，对比冲量的影响较小。

并以峰值压力的相对误差小于为基准，得到了炸药当量对应的适宜网格尺寸，对其进行了无量纲下的定性分析。

参考文献杨振，沈晓乐爆破战斗部水中兵器爆炸威力评定方法研究爆破，张志华，钟强晖，李庆民小药量水下爆炸对水下目标的毁伤有效值评估兵工学报，罗松林，叶序双，顾文彬，等其常用的参数大小如表所示。

表程序提供的水多项式状态方程参数，在中多项式形式的具体形式如式，参数如表所示。

谈水下爆炸冲击波数值模拟分析爆炸力学论文。

为了定性描述水下爆炸炸药当量与适宜网格尺寸之间的表达式，通过分析其他案例中的不同当量工况使用的网格尺寸与得到的精度误差，并结合本研究得到的表，发现当量与网格尺寸之间呈指数关系，取工况下的适宜网格尺寸作为基本量，采用式的方程式进行描述，得到无量纲炸药当量与无量纲适宜网格尺寸之间的关系拟合图如图所示，拟合效果良好，并得到材料参数，从而为水下爆炸数值仿真中不同炸药当量下网格尺寸的选取提供合理参考。

基于对水的状态方程人工黏性系数及网社，徐豫新，王树山，李园水下爆炸数值仿真研究弹箭与制导学报，刘科种，徐更光，辛春亮，等水下爆炸数值模拟研究爆破，方斌，朱锡，张振华，等水下爆炸冲击波数值模拟中的参数影响哈尔滨工程大学学报，胡亮亮，黄瑞源，李世超，秦健，王金相，荣光水下爆炸冲击波数值仿真研究高压物理学报，基金项目国家自然科学基金装备预研基金中国空气动力研究与发展中心超高速碰撞研究中心开放基金中央高校基本科研业务费专项资金项目。

状态方程与参数设置炸药状态方程采用标准的状态方程，具体形式为表炸药的主要参数水的状态方程状态方程目前对于水下爆炸数值仿真，众多学者采用状态方程的峰值压力与比冲量为衡量毁伤威力的指标，通过系列仿真并结合计算结果与经验公式的对比，分析了水的状态方程人工黏性系数及网格尺寸对水下爆炸冲击波的数值仿真计算结果的影响。

分别采用种常用状态方程进行计算，对得到的水下冲击波峰值压力与比冲量的计算结果进行误差分析，得到了采用不同水的状态方程计算下的近远场峰值压力与比冲量相对误差，给出了这种状态方程的特点与适用范围。

通过系列仿真讨论了次与次人工黏性系数对水下数值仿真的影响，发现次黏性系数对峰值压力的影响较大，对比冲量的影响较小，而次人工黏性系数对计算结果影响较小。

当次黏性系数增大时，冲击波峰值压力减小，衰减加快。

当次黏性系数取值在时，冲击波峰值压力误差较小，能满足精度要谈水下爆炸冲击波数值模拟分析爆炸力学论文下爆炸研究现状工程爆破，梁向前水下爆破技术化学工业出版社，王军，孙丰，陈舸，等水下爆炸载荷作用下鱼雷结构动态响应分析鱼雷技术，北京工业学院系爆炸及其运用编写组爆炸及其运用北京国防工业出版社，徐豫新，王树山，李园水下爆炸数值仿真研究弹箭与制导学报，刘科种，徐更光，辛春亮，等水下爆炸数值模拟研究爆破，方斌，朱锡，张振华，等水下爆炸冲击波数值模拟中的参数影响哈尔滨工程大学学报，胡亮亮，黄瑞源，李世超，秦健，王金相，荣光水下爆炸冲击波数值仿真研究高压物理学报，基金项目国家自然科学基金装备预研基金中国空气动力研究与发展中心超高速碰撞研究中心开放基金中央高校基本科研业务费专项资金项鉴。

表不同炸药当量下适宜网格尺寸图炸药当量与适宜网格尺寸的关系图数值仿真得到的冲击波时程曲线与试验对比结论针对水下远距非接触爆炸情况，以常规炸药在水下爆炸冲击波中的数值仿真为例，采用冲击波的峰值压力与比冲量为衡量毁伤威力的指标，通过系列仿真并结合计算结果与经验公式的对比，分析了水的状态方程人工黏性系数及网格尺寸对水下爆炸冲击波的数值仿真计算结果的影响。

分别采用种常用状态方程进行计算，对得到的水下冲击波峰值压力与比冲量的计算结果进行误差分析，得到了采用不同水的状态方程计算下的近远场峰值压力与比冲量相对误差，给出了这种状态方程的特点与适用范围。

通过系列仿真讨论了次与次人工黏性系数对水下数值仿真的影响，发现宜网格尺寸之间的表达式，通过分析其他案例中的不同当量工况使用的网格尺寸与得到的精度误差，并结合本研究得到的表，发现当量与网格尺寸之间呈指数关系，取工况下的适宜网格尺寸作为基本量，采用式的方程式进行描述，得到无量纲炸药当量与无量纲适宜网格尺寸之间的关系拟合图如图所示，拟合效果良好，并得到材料参数，从而为水下爆炸数值仿真中不同炸药当量下网格尺寸的选取提供合理参考。

基于对水的状态方程人工黏性系数及网格尺寸对于水下爆炸冲击波的数值仿真计算结果精度