水下爆炸应力波在含声学覆盖层结构中的传播规律

陈莹玉， 肖　巍， 姚熊亮， 李　烨(.哈尔滨工程大学 船舶工程学院，哈尔滨　5000; .中国海洋大学 工程学院，青岛　6600)



水下爆炸应力波在含声学覆盖层结构中的传播规律

陈莹玉1， 肖巍2， 姚熊亮1， 李烨1(1.哈尔滨工程大学 船舶工程学院，哈尔滨150001; 2.中国海洋大学 工程学院，青岛266100)

摘要：针对舰船的含声学覆盖层结构，对水下爆炸作用下应力波在该结构中的传播规律进行研究。采用二阶Godunov方法，建立水下爆炸应力波在多层介质中传播的计算模型，并与经典Taylor平板解析解进行对比验证；通过对不同工况下的应力波传播规律分析，获得边界条件、声学覆盖层厚度等参数对其影响规律，可为舰艇抗冲击设计、研究提供参考。

关键词：水下爆炸；应力波; Godunov方法; 含声学覆盖层结构

水面舰艇作为一种海上重要的作战力量不可避免地会遭受水下非接触性爆炸的攻击[1]。由于声学覆盖层同时具有隔声和抗冲击的双重功效，现今被广泛应用于舰船结构中[2]。因此，系统地对水下爆炸应力波在含声学覆盖层结构中的传播机理进行深入的研究是十分有必要的。

研究水下爆炸引起的应力波传播机理问题的方法有解析法和数值法两种。张社荣等[3]具体分析了水下爆炸冲击波传播特性。Yang等[4]基于一维波的特征线法，对入射波作用下分离式Hopkinson压杆两端应力均匀性问题进行了分析，并讨论了介质阻抗比和波形对应力均匀性的影响。Mine[5]运用经典的一维应力波理论，分析了轻型复合装甲在弹片冲击下的力学特性，并得到了层间材料、层厚和冲击速度等参数对复合装甲相应的影响。……