王振雄， 顧文彬， 陳江海， 徐景林， 劉 欣， 陸 鳴

(1.解放軍理工大學(xué) 野戰(zhàn)工程學(xué)院，南京 210007； 2.武漢軍械士官學(xué)校，武漢 430075)

淺水中爆炸水底介質(zhì)對(duì)水中沖擊波峰值壓力影響的試驗(yàn)研究

王振雄1， 顧文彬1， 陳江海1， 徐景林1， 劉 欣1， 陸 鳴2

(1.解放軍理工大學(xué) 野戰(zhàn)工程學(xué)院，南京 210007； 2.武漢軍械士官學(xué)校，武漢 430075)

作為評(píng)判水中爆炸沖擊波強(qiáng)度的一個(gè)重要因素，水中沖擊波峰值壓力研究至關(guān)重要。在滿足爆炸相似律的基礎(chǔ)上對(duì)水中爆炸試驗(yàn)的相似要求進(jìn)行推導(dǎo)，建立試驗(yàn)條件下水中沖擊波峰值壓力的回歸模型。在兩種水底介質(zhì)、不同水深情況下進(jìn)行試驗(yàn)，采集不同測(cè)點(diǎn)的水中沖擊波的峰值壓力，運(yùn)用π定理和量綱分析、最小二乘法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出了符合爆炸相似律的公式，并驗(yàn)證了回歸公式的準(zhǔn)確性。通過顯著性檢驗(yàn)可知淺水中爆炸中測(cè)點(diǎn)和裝藥的距離對(duì)水中沖擊波峰值壓力的影響最大，水深因素的影響可忽略。對(duì)不同水底介質(zhì)試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)分析得出水底介質(zhì)對(duì)峰值壓力影響較大，軟泥夾石水底試驗(yàn)中測(cè)得沖擊波峰值壓力約為軟泥水底試驗(yàn)中沖擊波峰值壓力的4/3倍。

水中爆炸；沖擊波峰值壓力；相似理論；試驗(yàn)研究

水中沖擊波是裝藥在淺水中爆炸形成的造成目標(biāo)破壞的重要原因，其破壞效果與目標(biāo)形狀、結(jié)構(gòu)及材料性質(zhì)等有很大的關(guān)系，峰值壓力通常用來(lái)評(píng)判水下爆炸的沖擊波強(qiáng)度。隨著水中爆炸載荷測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，給水中沖擊波峰值壓力的研究帶來(lái)了方便[1]，國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)水中爆炸產(chǎn)生沖擊波進(jìn)行過許多試驗(yàn)研究。BJARNHOLT[2]曾提出一種水中爆炸壓力測(cè)試和數(shù)據(jù)評(píng)估的新方法；HAMMOND[3]對(duì)柱形裝藥在水中爆炸的研究表明近距離范圍內(nèi), 裝藥形狀對(duì)爆炸沖擊波性能有很大影響；MICHAEL等[4]通過測(cè)試分析，認(rèn)為裝藥半徑與裝藥密度對(duì)水中沖擊波壓力有影響；李澎等[5]曾對(duì)水下爆炸沖擊波傳播近似計(jì)算進(jìn)行過研究；李金河等[6]通過對(duì)不同種類裝藥在水中爆炸沖擊波性能參數(shù)及其相似常數(shù)的研究說(shuō)明含鋁炸藥水中爆炸沖擊波遠(yuǎn)場(chǎng)的傳播服從指數(shù)變化的相似律, 其沖擊波性能比標(biāo)準(zhǔn)炸藥TNT優(yōu)越；COLE等[7]在總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上，通過大量的試驗(yàn)研究，全面闡述了水下爆炸的物理現(xiàn)象和基本規(guī)律，建立了一定范圍內(nèi)爆炸流場(chǎng)中沖擊波峰值壓力、比沖量及能量密度的計(jì)算公式。 對(duì)于水中沖擊波的研究主要集中在：沖擊波峰值壓力的測(cè)試；沖擊波在自由面影響下的壓力特性研究及邊界條件影響下的傳播規(guī)律以及通過水中沖擊波來(lái)反推炸藥的一些參數(shù)等。

淺水中爆炸沖擊波要受到水面和水底兩種界面的影響，在水面和水底要經(jīng)過多次反射、透射,所產(chǎn)生的波系的相互作用使得問題更加復(fù)雜化[8]。影響沖擊波峰值壓力的主要因素有水深、炸高、測(cè)點(diǎn)位置(測(cè)點(diǎn)距離裝藥中心的水平距離及測(cè)點(diǎn)距離水底的距離)，裝藥量與裝藥性能參數(shù)以及水底介質(zhì)參數(shù)也在很大程度上影響著沖擊波的峰值壓力。由于水底的影響較為復(fù)雜，對(duì)有水底影響的沖擊波壓力特性研究還比較少，對(duì)于同時(shí)受水底水面影響的淺水中爆炸沖擊波壓力特性研究則更少[9]。要考慮各種因素對(duì)沖擊波影響，尚無(wú)法建立一個(gè)合理的理論計(jì)算模型。本文在相似理論的基礎(chǔ)上建立峰值壓力的回歸模型，采用0.4 kg壓裝TNT進(jìn)行試驗(yàn)，不同水底介質(zhì)情況下，對(duì)不同因素影響下的測(cè)點(diǎn)的沖擊波峰值壓力進(jìn)行采集，通過數(shù)據(jù)擬合回歸出沖擊波壓力峰值計(jì)算公式，進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)分析對(duì)沖擊波壓力峰值影響較大的因素，并且得出不同水底情況下，沖擊波峰值壓力的計(jì)算公式。

1 試驗(yàn)的相似要求及相似條件的確定

為了驗(yàn)證水中沖擊波的相似律，庫(kù)爾進(jìn)行了大量的試驗(yàn)表明所有水沖沖擊波參數(shù)因藥量和距離的變化都可精確的預(yù)估，也證明了水中爆炸相似律是沖擊波的普遍規(guī)律。但由于藥包近區(qū)的特殊性，相似律驗(yàn)證區(qū)域通常為水中壓力180 MPa以內(nèi)的范圍，約相當(dāng)于7倍球形裝藥半徑外的區(qū)域[10-11]。根據(jù)爆炸相似理論，原型試驗(yàn)與試驗(yàn)之間至少要滿足三個(gè)基本相似要求，即：幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。三個(gè)基本要求是必要的，但是不是充分的。在不考慮水的黏性和重力條件下，制約淺水中爆炸作用參數(shù)包括：幾何參數(shù)、水介質(zhì)參數(shù)、水底介質(zhì)參數(shù)、炸藥參數(shù)和水中沖擊波參數(shù)。制約淺水中爆炸沖擊波參數(shù)的各因素及量綱見表1。

表1 淺水中爆炸的主要物理量

選取E(ML2T-2)、r(L)、C(LT-1)三個(gè)物理量為基本物理量。根據(jù)爆炸相似理論，在模型與實(shí)物之間的無(wú)量綱參數(shù)應(yīng)該保持不變，則要求試驗(yàn)的相似條件滿足采用相同的試驗(yàn)水介質(zhì)(含靜水壓力相等)，且水底地質(zhì)條件相同；采用相同種類及密度的炸藥；水深、裝藥到水底的距離、裝藥中心到測(cè)點(diǎn)的水平距離、測(cè)點(diǎn)到水底的距離與裝藥半徑幾何相似；裝藥形狀幾何相似，且裝藥量與裝藥半徑的立方成正比。

若上述試驗(yàn)相似條件成立，即原型試驗(yàn)與試驗(yàn)物理上相似，即滿足

(1)

2 峰值壓力回歸模型建立與回歸分析方法

2.1 峰值壓力擬合模型

裝藥與測(cè)點(diǎn)幾何參數(shù)的相對(duì)位置示意圖(見圖1)。

圖1 測(cè)點(diǎn)相對(duì)位置關(guān)系示意圖Fig.1 Diagram of measuring points

由于pm?p0，pm的大小取決于裝藥的總能量E、裝藥距離水底的距離H、測(cè)點(diǎn)距離水底的距離h、水深d、測(cè)點(diǎn)到裝藥的水平距離L以及p0和ρ0，寫成函數(shù)表達(dá)式為

pm=φ(H,h,d,L,E,p0,ρ0)

(2)

如果選擇E、p0和ρ0為獨(dú)立變量，根據(jù)π定理可以得出

由此，沖擊波峰值壓力與裝藥及測(cè)點(diǎn)位置的關(guān)系可表示為

Φ(π1,π2,π3,π4,π5)=0

(3)

由于E=CQ(C為裝藥質(zhì)量;Q為爆熱)，在Q、p0一定的條件下，式(3)可以寫成

(4)

則

(5)

式中，系數(shù)A及指數(shù)a1，a2，a3，a4由試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。

2.2 試驗(yàn)系數(shù)回歸方法

對(duì)式(5)兩邊取對(duì)數(shù)

(6)

即

Y=a0+a1X1+a2X2+a3X3+a4X4

(7)

根據(jù)最小二乘法，選取ai(i=0,1,…,4)使剩余平方和有極小值

(8)

式中:n為峰值壓力統(tǒng)計(jì)表中的測(cè)點(diǎn)數(shù)；Yj為統(tǒng)計(jì)表中第j個(gè)峰值壓力；X1j、X2j、X3j、X4j分別為式(7)中變量X1、X2、X3、X4對(duì)應(yīng)的Yj的設(shè)置參數(shù)。要使Q有極小值，ai(i=0,1,…,4)必需滿足

(9)

由式(9)可得方程組

(10)

其中

(11)

解方程組(10)的系數(shù)矩陣，可求得ai(i=0,1,…,4)。

2.3 回歸精度分析

在多元線性回歸中，變量之間的相關(guān)系數(shù)很復(fù)雜。任意兩個(gè)變量之間都可能存在著相關(guān)系數(shù)。當(dāng)自變量之間的相關(guān)性很大時(shí)，會(huì)對(duì)因素分析帶來(lái)很大麻煩。Xi、Xj之間的相關(guān)系數(shù)由式(12)計(jì)算

(12)

求出回歸系數(shù)后，還應(yīng)該計(jì)算并分析回歸精度以及剩余平方和

(k=0,1,…,4)

(13)

U越大，表示回歸的規(guī)律性越強(qiáng)，效果也就越好；剩余標(biāo)準(zhǔn)差

(14)

回歸均方與剩余均方比

(15)

利用F值可以對(duì)整個(gè)回歸進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，即Y與所考慮的k個(gè)自變量X1，X2，X3，…,Xk之間的線性關(guān)系究竟是否顯著。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

通常在淺水中爆炸時(shí)，爆炸能量一部分消耗在水底介質(zhì)的破碎或拋擲上；一部分轉(zhuǎn)化為震動(dòng)能量，以地震波的形式在水底傳播；另一部分能量以水中沖擊波的形式在水中傳播，三者的能量分配無(wú)論在理論上或試驗(yàn)測(cè)量中研究都比較困難。水中產(chǎn)生的擾動(dòng)在水域的自由面和底面之間傳播，擾動(dòng)在兩個(gè)界面處反射，并產(chǎn)生相互作用而引起復(fù)雜的波系，因此淺水中爆炸應(yīng)當(dāng)考慮水域自由面和底面的聯(lián)合影響[12]。裝藥在水中爆炸，產(chǎn)生的水中沖擊波以球形向外傳播，在水中直接傳播至測(cè)點(diǎn)位置，如圖1中1所示；當(dāng)沖擊波傳至自由水面時(shí)，沖擊波在水面處發(fā)生反射，反射波類似在空氣中的鏡像炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波在水中繼續(xù)傳播如圖1中的2所示；與自由水面的影響相同，水中爆炸的沖擊波作用在水底，使水底快速變形，并被壓實(shí)，產(chǎn)生反射波在水下傳播如圖1中3所示。裝藥與測(cè)點(diǎn)的相對(duì)位置不同，測(cè)點(diǎn)所受的壓力也會(huì)不同，測(cè)點(diǎn)的峰值壓力是圖1中1，2和3的共同作用的結(jié)果，但相對(duì)位置的不同，三者的影響程度也會(huì)不同。

為了對(duì)水中沖擊波峰值壓力的影響因素進(jìn)行研究，采用0.4 kg的立體壓裝TNT進(jìn)行試驗(yàn)，爆破測(cè)試區(qū)域及傳感器設(shè)置圖如圖2、圖3所示。對(duì)不同水深、炸高、測(cè)高及水平距離的測(cè)點(diǎn)峰值壓力進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)不同水底介質(zhì)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得不同情況下的沖擊波峰值壓力，將測(cè)得數(shù)據(jù)導(dǎo)出通過Matlab處理可得沖擊波壓力時(shí)程曲線，測(cè)點(diǎn)的典型沖擊波壓力時(shí)程曲線如圖4所示[13]。根據(jù)回歸模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而分析影響淺水中爆炸水中測(cè)點(diǎn)峰值壓力的主要因素，擬合得出淺水中峰值壓力計(jì)算公式，對(duì)公式回歸精度進(jìn)行分析并驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。

圖2 傳感器設(shè)置圖Fig．2Settingsofaensor圖3 試驗(yàn)區(qū)域Fig．3Experiments’area

圖4 傳感器采集典型水沖沖擊波壓力曲線Fig. 4 Curve of typical flush water shock wave

3.1 軟泥水底的沖擊波峰值壓力研究

(16)

從圖4可看出沖擊波壓力的變化比無(wú)限水中爆炸的沖擊波壓力衰減要復(fù)雜，由于水底和水面的作用，測(cè)點(diǎn)的沖擊波波形衰減出現(xiàn)了明顯的震蕩，測(cè)點(diǎn)位置不同波形的震蕩也不同。對(duì)沖擊波波形影響的因素很多[14]，本文主要研究水深，測(cè)深，距離等幾個(gè)因素對(duì)沖擊峰值壓力的影響，因此對(duì)測(cè)點(diǎn)波形變化的影響因素不做具體分析，主要對(duì)峰值壓力進(jìn)行采集并處理。

表1的數(shù)據(jù)利用最小二乘法，回歸方程為

0.024X2+0.040X3-1.054X4

(17)

表2 F檢驗(yàn)表

由表2可知,X4對(duì)Y的影響最為顯著，其次是X1，再次是X2，而X3對(duì)Y的影響不顯著。因此裝藥中心到測(cè)點(diǎn)的水平距離對(duì)入射波陣面峰值壓力的影響最顯著，其次是炸高，再次是測(cè)高，水深對(duì)入射波陣面峰值壓力的影響不顯著。去掉回歸方程中含有X3的項(xiàng)，重新進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可得回歸方程為

(18)

從能量分配的觀點(diǎn)看，由于0.4 kg TNT集團(tuán)裝藥等效裝藥半徑為r=4 cm，試驗(yàn)水深H=47 cm。顯然，H>7r，所以爆炸所產(chǎn)生能量主要用于形成水中沖擊波和水底爆炸成坑，顯然不會(huì)逸出水面，不會(huì)形成空氣沖擊波。文獻(xiàn)[15]認(rèn)為水深對(duì)測(cè)點(diǎn)峰值壓力影響較小。在一定比例距離內(nèi)，測(cè)高一定，炸高增加使相同比例距離的測(cè)點(diǎn)壓力也增加。因此，淺水中爆炸試驗(yàn)條件下，流場(chǎng)測(cè)點(diǎn)的峰值壓力可以不考慮水深影響。各自變量之間的相關(guān)性很小。因此軟泥水底試驗(yàn)條件下，單個(gè)裝藥淺水中爆炸時(shí)，測(cè)點(diǎn)沖擊波壓力計(jì)算公式為

(19)

部分測(cè)點(diǎn)處的峰值壓力回歸計(jì)算與測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)峰值壓力對(duì)比，結(jié)果如表3所示。依據(jù)回歸公式計(jì)算得出的33個(gè)測(cè)點(diǎn)沖擊波峰值壓力與對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)沖擊波峰值壓力之間的相對(duì)誤差在0.48%～15.68%，其中相對(duì)誤差超過15%的測(cè)點(diǎn)只有一個(gè)，該測(cè)點(diǎn)應(yīng)視為奇異測(cè)試數(shù)據(jù)。因此利用回歸公式反推測(cè)點(diǎn)的沖擊波峰值壓力，與對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)峰值壓力比較，并結(jié)合測(cè)試波形的分析，可進(jìn)一步剔除實(shí)測(cè)的奇異結(jié)果。相對(duì)誤差在5%～10%的測(cè)點(diǎn)有8個(gè)，占據(jù)統(tǒng)計(jì)測(cè)點(diǎn)的24.2%，其余測(cè)點(diǎn)的誤差均<5%，33組對(duì)比數(shù)據(jù)的平均誤差值為4.34%?？梢娫谠撛囼?yàn)條件下，回歸公式能夠用于單個(gè)裝藥淺水中爆炸流場(chǎng)中沖擊波峰值壓力的計(jì)算，結(jié)果有較高的精度。

3.2 軟泥夾石水底沖擊波峰值壓力研究

軟泥夾石水底條件下，統(tǒng)計(jì)實(shí)爆模型試驗(yàn)中，爆炸流場(chǎng)中部分測(cè)點(diǎn)峰值壓力的實(shí)測(cè)結(jié)果見附表2。利用最小二乘法，對(duì)附表2所列數(shù)據(jù)進(jìn)行初步回歸計(jì)算，通過F檢驗(yàn)及分析可得水深因素X3對(duì)壓力回歸參量X5的影響不顯著。因此，該試驗(yàn)條件下流場(chǎng)測(cè)點(diǎn)的沖擊波峰值壓力回歸處理可以不考慮水深影響。

軟泥夾石水底試驗(yàn)條件下，流場(chǎng)測(cè)點(diǎn)沖擊波峰值壓力計(jì)算公式為

(20)

比較相同測(cè)點(diǎn)回歸公式的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值可知見附表4，36個(gè)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之間的相對(duì)誤差在0.15%～21.33%，<5%的測(cè)點(diǎn)占29個(gè)，只有一個(gè)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)誤差超過20%，36組對(duì)比數(shù)據(jù)的平均誤差值為3.54%，所以采用回歸公式計(jì)算結(jié)果的精度較高。

3.3 水底介質(zhì)對(duì)沖擊波峰值壓力影響的分析

假如爆炸能量不能被水底吸收，裝藥在水中沉底爆炸將等效于一個(gè)無(wú)限水中爆炸的雙倍藥包，假設(shè)能量都集中水里，作為近似值，雙倍藥包在任何距離上的峰值壓力增加至1.26倍，持續(xù)時(shí)間和沖量也會(huì)增加而增加，炸高的影響大于測(cè)高的影響；測(cè)點(diǎn)峰值增加，能流密度增至2倍。然而水底不可能為剛性界面，必然會(huì)消耗吸收一部分爆炸能量，水底的介質(zhì)不同，消耗的爆炸能量不同，由于水底和水面反射波的影響，水中沖擊波的強(qiáng)度會(huì)小于雙倍藥包的近似值。根據(jù)近些年的試驗(yàn)研究，當(dāng)裝藥置于近軟泥水底處爆炸時(shí)，水底反射的首先不是沖擊波(或者壓縮波)，而是反射稀疏波；隨著水底介質(zhì)被壓實(shí)，繼而反射的才是反射壓縮波[16]。水底對(duì)水中沖擊波的影響同自由面正好相反，在水底泥層或者巖石層反射時(shí)，或者從其他巨大障礙物表面反射時(shí)，形成的是反射波與水中傳播的波相互作用影響著沖擊波峰值壓力。

結(jié)合表1、表2的數(shù)據(jù)，將不同水底條件下，峰值壓力pm的庫(kù)爾公式分別為

軟泥水底介質(zhì)

(21)

軟泥夾石水底介質(zhì)

(22)

為了對(duì)不同水底介質(zhì)對(duì)峰值壓力的影響進(jìn)行研究，在兩種不同水底介質(zhì)的淺水中進(jìn)行試驗(yàn)，相同測(cè)點(diǎn)位置的峰值壓力如表3所示。軟泥夾石水底測(cè)點(diǎn)的峰值壓力均大于軟泥水底對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的峰值壓力，表明水底介質(zhì)越硬，裝藥淺水中爆炸載荷越大，有利于提高爆破破壞作用。

表3 兩種不同水底介質(zhì)峰值壓力

根據(jù)表3實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，近似可得

3p2m=4p1m

(23)

經(jīng)驗(yàn)式(16)計(jì)算和試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)峰值壓力的擬合曲線如圖5所示，從圖中可以看出軟泥夾石水底試驗(yàn)條件下測(cè)點(diǎn)的峰值壓力分布在距離理論計(jì)算值的近，對(duì)比兩圖可知軟泥夾石水底測(cè)點(diǎn)在相同的比例距離上峰值壓力要比軟泥水底高，這是由于水底和水面的反射波對(duì)沖擊波壓力的切斷以及相互作用不同而導(dǎo)致的差異。淺水中爆炸，相同試驗(yàn)條件下，軟泥夾石水底沖擊波峰值壓力為軟泥水底沖擊波峰值壓力的4/3倍。

(a) 軟泥水底 (b) 軟泥夾石水底圖5 不同水底介質(zhì)峰值壓力擬合曲線Fig.5 Fitting curve of peak pressure of shock wave in different water bottom

分析實(shí)測(cè)值與回歸分析結(jié)果可知，試驗(yàn)條件下的兩種水底介質(zhì)，測(cè)點(diǎn)沖擊波峰值壓力都隨炸高和測(cè)高的壓力隨水平距離的增加而減少，這種影響遠(yuǎn)大于炸高和測(cè)高；水底影響的條件下，測(cè)點(diǎn)峰值壓力均小于相同位置無(wú)限水中爆炸沖擊波峰值壓力值；軟泥水底情況下測(cè)點(diǎn)峰值壓力的幅值均小于軟泥夾石水底相同測(cè)點(diǎn)的沖擊波峰值壓力，說(shuō)明軟泥水底吸收的爆炸能量更多，水底介質(zhì)硬度越高，水沖沖擊波峰值壓力增加越多。

4 結(jié) 論

通過建立淺水中爆炸影響沖擊波峰值壓力因素的回歸模型及分析方法，對(duì)各個(gè)影響因素進(jìn)行分析，并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行回歸分析和檢驗(yàn)，得出以下結(jié)論：

(1)通過回歸模型得出的回歸公式計(jì)算數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，相對(duì)誤差較小，在公式適用范圍內(nèi)，計(jì)算結(jié)果有較高的精度。

(2)炸高、測(cè)高、水深及水平距離對(duì)水中測(cè)點(diǎn)沖擊波峰值壓力都有影響，其中裝藥中心到測(cè)點(diǎn)的水平距離對(duì)入射波陣面峰值壓力的影響最顯著，其次是炸高和測(cè)高，水深對(duì)入射波陣面峰值壓力的影響不顯著。

(3)水底介質(zhì)硬度越高，沖擊波壓力峰值越大相同試驗(yàn)條件下，軟泥夾石水底淺水中爆炸的沖擊波峰值壓力為軟泥水底沖擊波峰值壓力的4/3倍。

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Experimental study on the influence of the bottom medium on the peak pressure of explosion shock waves in shallow water

WANGZhenxiong1,GUWenbin1,CHENJianghai1,XUJinglin1,LIUXin1,LUMing2

(1.College of Field Engineering, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China; 2. Wuhan Ordnance N.C.O school,Wuhan 430075, China)

Peak pressure of the shock wave in water, an important factor for evaluating shock wave intensity of the underwater explosion, is vital to relevant studies. Based on the similarity law of the explosion, this research makes a deduction on similar requirements of the simulation experiments of underwater explosion and establishes the regression model about peak pressure of the underwater shock wave under test condition. Simulated tests were carried out under the condition of two types of water bottom media and different water depths, then peak pressures of underwater blast wave at different measuring points were acquired. Through formula fitting of test data by the π theorem, dimensional analysis and the least squares, a formula consistent with similarity law of explosion was obtained. And the analysis on regression precision of formula verified its accuracy. Significance test indicates that the influence of distance between measuring points and charge on peak pressure of underwater blast wave is the largest while that of water depth is the least and can be ignored. With analysis on data from tests with different water media, it is concluded that water bottom mediums affect peak pressure more. And peak pressure of blast wave in test at the water bottom of soft mud with stones is about 4/3 times that of the water bottom of soft mud.

underwater explosion; shock wave; peak pressure; similarity theory; experiment study

總后基建營(yíng)房部項(xiàng)目(BY209J033)

2015-10-10 修改稿收到日期：2016-02-23

王振雄 男，博士生，1987年6月生

顧文彬 男，教授，博士生導(dǎo)師，1961年12月生

TD235

A

10.13465/j.cnki.jvs.2017.04.038