水中冲击波传播规律及在水压爆破中的应用

炸药包在一定水深爆炸时，形成水中冲击波的运劝，同时形成水中气泡。本文通过分析炸药在水中爆轰后形成冲击波和气泡等现象，研究水中冲击波的传播和气泡上升的规律，并应用在水压爆破中，确定药包重量、入水深度、注水高度等参数的数值。     

单泡声致发光中声压与气泡最大半径的关系

1引言: 当一定幅度的超声波作用于水中时,水中的微小气泡会在声压的驱动下膨胀和塌缩,并不断成长为肉眼可见的气泡,这种现象就是声空化.当超声波的幅度继续增大,水中气泡的膨胀、塌缩更加激烈,会产生短暂发光,这就是声致发光.早期的观察到的声致发光都是来自大量空化泡的集体效应,所以称为多泡声致发光.1992年,Gaitan等人将超声波作用于除气水,实现了单个气泡在水中的悬浮、膨胀、塌缩和发光,发明了单泡声致发光[1],使得人们可以对发光的单个气泡的参数进行具体的研究.     

测量水中微气泡尺度分布的图像处理

针对水中微气泡尺度分布参数在线测量的需求,提出了一种测量水中微气泡尺度分布的图像处理与分析方法。以在实验室显微照相拍摄的水中微气泡图像为研究对象,阐述了该方法所采用的图像增强、图像分割、图像形态学处理和图像颗粒测量的具体手段,给出了其中单幅微气泡图像的尺度分布测量结果。实验与分析结果表明,该方法能有效地获取水中微气泡的尺度分布,并能分离粘连气泡,可应用于水中气泡群参数的在线检测。     

气泡大振幅振动与声空化核聚变

气泡的大振幅振动是一个良好的储能器,它可以使泡内的能量密度提高十多个数量级.试验表明,当它被压缩到最小体积附近时,人们观察到发光甚至产生核聚变的可能.为了对上述现象进行探索,我们考虑一个水中气泡,泡内充以氘代丙酮蒸汽.从文献[1]气泡振动方程出发,假设泡内气体服从van der Wasrs方程,泡外液体服从Tait方程,在几个推动压力和环境压力的情况下,求它的数值解,结果表明,在接近气泡的最小体积前,气泡表面的马赫数升高很快.根据数值解估计了振动的瞬时能量.     

仿体中超声空化效应的B超图像处理

0引言使用高强度聚焦超声(HIFU)照射组织,将产生声空化现象。在声空化过程中,声场能量于空化气泡内高度集中,当能量积累到一定阈值后,空化气泡瞬间崩溃。在气泡崩溃的瞬间能量会释放出来,形成局部的高温、高压、强冲击波等极端物理现象[1]。这将使周围的组织细胞遭到损伤。因此,对HIFU空化的监控显得尤其重要[2]。本文主要研究不同脉冲宽度的高强度聚焦超声(HIFU)在体外仿体中引起的空化气泡群面积随时间的变化。从而实现对HIFU空化的实时监控。     

水中微气泡光散射偏振特性的研究

在Mie散射理论的基础上，建立气泡光散射模型，计算水中微小气泡与固体微粒在不同的粒径参数和散射角条件下的光散射偏振特性，并对两者进行比较．结果表明，水中气泡及微粒对入射光散射后偏振状态的改变十分复杂．总体上气泡的退偏振效应比固体微粒强25％，微小气泡与固体微粒对偏振状态的影响在粒径域和散射角上具有选择性．     

气泡帷幕对水中冲击波衰减特性的数值模拟研究

为深入研究气泡帷幕在深水岩石爆破中减少爆破危害的机理,对深水岩石钻孔爆破中气泡帷幕对水中冲击波的衰减特性进行了理论分析,建立了气泡帷幕距离被保护目标分别为50 cm、250 cm、450 cm的三个简化深水岩石钻孔爆破数值模型,通过计算得到了相应的冲击波压力时程曲线,通过对峰值压力、比冲量等的分析得到了气泡帷幕对水中冲击波的衰减特性。本研究结果可为深水岩石钻孔爆破工程实践中的冲击波防护提供了参考。     

水下爆炸气泡动态特性的研究进展

水下爆炸气泡载荷是造成舰船结构整体损伤的主要原因,研究水下爆炸气泡动态特性对水中兵器研发和舰船防护等方面至关重要.从水下爆炸气泡脉动的载荷特性出发,综述了气泡动力学理论、实验和数值模拟三方面的研究进展,总结气泡非球状坍缩运动过程、气泡与不同结构表面耦合作用以及自由场中多气泡耦合作用等问题的典型研究成果.在现有研究成果的...     

水中爆炸的殉爆试验方法

为了研究弹药水中爆炸的安全性,依据水中爆炸的特点,建立了一种利用冲击波峰值压力和气泡周期判断水中殉爆的试验方法,可以确定炸药的殉爆距离、殉爆安全距离以及被发装药的殉爆反应程度,通过水中爆炸试验进行了验证。结果表明:主发装药为带壳1.5 mm铝壳的GUHL-1装药、被发装药为带壳1.0 mm铝壳的RS211装药时,殉爆距离L100约为60 mm,殉爆安全距离L0约为120 mm。根据水中爆炸的冲击波压力和气泡周期可以可靠地判断被发装药是否发生殉爆,并可以定量估算被发装药的反应程度。     

水下钻孔爆破冲击波下桥墩的动态响应及防护分析

利用数值模拟方法以及现场监测技术,结合砖灶子水下炸礁项目,研究了水下钻孔爆破水中冲击波对桥墩的影响以及防护,对水中冲击波作用下桥墩结构的动态响应以及气泡帷幕的削减效果进行对比分析,并结合现场监测数据,对李家沱大桥的动态响应以及安全状态做出评价。研究发现:桥墩结构对水中冲击波的动态响应在桥墩中部及桥趾部位较大,且迎爆面的响应大于背爆面,测量点的速度与加速度响应最大值均出现在水平径向,然后是垂直方向和水平切向;气泡帷幕对于水中冲击波的削减效果良好,且距离保护对象5 m时效果最佳。运用气泡帷幕防护及现场监测指导施工,使得李家沱大桥处于安全状态下。     

水下爆炸加密基床引起地基及水中结构二次振动的试验研究

通过工程试验研究,观测到了水下爆炸引起的地基及水中结构的二次地震波现象．分析试验结果,总结了地基及结构振动的规律,指出二次振动现象与水中爆炸气泡的脉动有关。在已有水下爆炸理论基础上,通过引用等效高度的概念,借助量纲分析给出了计算群药包水下爆炸气泡脉动周期的经验公式。     

水下爆炸加密基床引起地基及水中结构二次振动的试验研究

通过工程试验研究,观测到了水下爆炸引起的地基及水中结构的二次地震波现象．分析试验结果,总结了地基及结构振动的规律,指出二次振动现象与水中爆炸气泡的脉动有关。在已有水下爆炸理论基础上,通过引用等效高度的概念,借助量纲分析给出了计算群药包水下爆炸气泡脉动周期的经验公式。     

一种考虑时延的双气泡耦合振荡模型

基于单气泡Keller-Miksis振荡方程,在考虑时延的情况下,建立了一种双气泡耦合振荡计算模型。该模型将气泡振荡的周期分成若干份,初始扰动引起第一个气泡的半径在极短时间内变化而产生振荡并辐射声压,声压在传播一定时间后作用到第二个气泡,第二个气泡同样在短时间内做耦合振荡并反馈到第一个气泡,然后重复此过程。利用数值仿真在此模型的基础上分别研究了气泡振幅、半径、间距等参数对耦合振荡的影响。结果表明:初始扰动越大、两个气泡半径越接近,气泡耦合效应越明显;初始半径和平衡半径较大的气泡对耦合振荡有显著影响,振荡的频率向低频移动;气泡间距越大,耦合效应越弱;在某个特定距离处,气泡耦合效应的阻尼会异常减小或者增大。     

海水密度的人工跃变技术研究

提出一种海水密度的人工跃变技术,其核心思想是利用专门的材料和设备,通过特定机理在设定海域产生大量均匀分布的气泡,以形成足够规模的低密度海水区域,从而影响潜艇正常航行。通过验证性实验,分析不同大小及数密度的人工气泡制造海水跃变的实施效果和影响规律。实验结果表明:在静水中,气泡越小对潜艇航行"掉深"影响越大;在一定范围内,适当增加气泡的数密度能明显加大"掉深"深度。研究结论证明海水密度人工跃变思想的可行性与有效性,为潜艇军事打击手段的进一步完善以及装置的研制提供必要的基础和依据。     

水中爆炸气泡脉动周期的试验研究

通过工程试验研究 ,观测到水下爆炸引起的地基及水中结构物的二次地震波现象。借助已有的水下爆炸理论 ,分析试验结果 ,总结了地基及结构振动的规律 ,指出二次振动现象与水中爆炸产生的气泡脉动有关。试验特别给出了紧贴壁面爆炸时气泡脉动的规律及其脉动周期的计算结果。气泡脉动诱发的结构物二次振动的幅值与第一次振动的幅值相近 ,其危害性应引起重视。     

水中爆炸气泡脉动周期的试验研究

通过工程试验研究 ,观测到水下爆炸引起的地基及水中结构物的二次地震波现象。借助已有的水下爆炸理论 ,分析试验结果 ,总结了地基及结构振动的规律 ,指出二次振动现象与水中爆炸产生的气泡脉动有关。试验特别给出了紧贴壁面爆炸时气泡脉动的规律及其脉动周期的计算结果。气泡脉动诱发的结构物二次振动的幅值与第一次振动的幅值相近 ,其危害性应引起重视。     

一种抗受压钝化乳化炸药

1 发明背景油包水型乳化炸药一般需要由气泡或空隙载体来提供均匀分散的孔隙空间,以便获取较好的冲击波感度并尽可能长的保持这种感度,但是,在高压条件下乳化炸药中含有的孔隙或气泡易被压缩导致降敏作用(装药不能爆轰,称之为预压缩或压死现象)。尤其是     

气泡群振荡及噪声数值模拟研究

针对水中气泡群振荡及辐射噪声问题,基于均质混合流模型,考虑气泡动力学作用,建立数学模型;并采用拉格朗日有限体积法,对气泡群振荡过程及辐射噪声进行数值模拟。重点研究了初始气泡半径、含气率及气泡群尺度等对振荡辐射噪声的影响。结果表明,随着初始含气率、气泡群尺度增大,气泡辐射噪声频率逐渐减小、声压幅值逐渐增大即声强增大;初始气泡半径对辐射噪声频率影响较小,但声压幅值随其增大而减小。     

气枪工作原理的等效电路分析

本文根据气动力学原理分析了气枪的充气、放气规律及活塞受力后的状态，建立了气枪的等效电路方程，并绘出了气枪工作原理的等效电路图。利用等效电路对气枪的工作过程进行了分析，从而得到了能使气枪正常运行各另部件之间的有关定量关系式，为气枪的工程设计提供了计算依据。     

海洋气枪震源组合的研究与应用

气枪震源是一种海洋探测的无污染新型装备,用以产生冲击子波,气枪震源技术的关键是如何控制子波的特性,使之适合石油勘探作业。研究一种气枪震源的激发原理及基本参数,探讨气枪震源的两种组合形式的特点,同时分析影响气枪震源组合特性的基本参数及子波特性产生机理,获得影响水下气枪组合震源子波特性的六个主要的基本参数,并对单气枪在不同气压和不同沉放深度下做了仿真计算,为优化组合震源提供理论依据。