基于声固耦合方法舰船结构冲击响应数值预报研究

嵇春艳,季 斌,郭建廷,陈 琅

(江苏科技大学 船舶与海洋工程学院,镇江 212003)

大型水面舰船在历次海战中起着重要的作用[1-2]．大型水面舰船在战争中可能会遭受导弹、鱼雷、水雷等武器的攻击[3-4]．接触爆炸主要产生冲击波，造成舰船结构以及设备的破坏,而非接触爆炸一般不击穿船体结构,但会使得舰船上重要设备受到冲击破坏[5],以至于舰船失去生命力及战斗力．因此,舰船的抗冲击性能显得格外重要[6-7]．

影响舰船冲击响应的因素有很多,包含武器攻击的角度、爆炸的位置、冲击因子等．目前,大部分学者在单个因素下对舰船的冲击环境展开研究．文献[8]中仅围绕了气泡脉动载荷对冲击环境进行研究,并没有考虑冲击波载荷对全船冲击环境的影响．文献[9]中基于特征谱速度和冲击环境本征方程提出了一种舰船冲击环境的工程化预报方法,该方法考虑了外载荷参数、舰船尺度特征,但预报对象太过依赖设备,很难把握整个舰船的冲击环境．文献[10]中仅在相同的冲击因子下,研究了冲击环境沿全船的分布规律,并没考虑冲击因子的变化对冲击环境的影响．文中基于声固耦合方法对全船结构进行数值计算,将公开发表的实船试验数据与基于声固耦合方法的数值计算结果进行了对比分析,验证该方法的计算精度．同时,提出远场爆炸作用下船体冲击响应随纵向、垂向以及冲击因子变化时分布规律的预报公式,给出了水下非接触爆……