水下爆炸結構毀傷的數值計算

水下爆炸結構毀傷的數值計算 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

宗智,趙延傑,鄒麗 著
圖書標籤:
  • 水下爆炸
  • 結構工程
  • 數值模擬
  • 毀傷評估
  • 有限元
  • 衝擊力學
  • 爆炸力學
  • 水動力學
  • 結構失效
  • 防護工程
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030409690
版次:1
商品編碼:11494367
包裝:平裝
開本:32開
齣版時間:2014-07-01
用紙:膠版紙
頁數:236
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :《水下爆炸結構毀傷的數值計算》可供高校、研究所的研究人員和對水下爆炸感興趣的讀者參考使用。
《水下爆炸結構毀傷的數值計算》可供高校、研究所的研究人員和對水下爆炸感興趣的讀者參考使用。

內容簡介

水下爆炸對艦船結構構成瞭最嚴重的威脅。水下爆炸結構毀傷的數值計算技術是過去半個世紀水下爆炸領域取得的最顯著的進展,大大節省瞭試驗經費,縮短瞭研究周期。水下爆炸計算涉及流體、結構、炸藥等多個學科,是計算力學中最睏難的一個領域。既能保證工程精度又能完成全船衝擊分析的計算技術首推LS�睤YNA軟件所提供的雙漸近近似方法和ABAQUS軟件所提供的水下爆炸數值方法(AUA)。前者對華禁運,後者是目前國內少有的全船分析有效工具。《水下爆炸結構毀傷的數值計算》盡量使用簡單語言對水下爆炸的物理現象和結構毀傷模式作一簡單介紹;對ABAQUS水下爆炸分析方法及其實施作較為詳細的說明;同時,提供試驗驗證例子,使讀者對計算方法的精度和能力有一個全麵的瞭解和掌握。

目錄

目錄

引言

第1章水下爆炸物理現象和結構毀傷效應1

1.1水下爆炸物理現象1

1.1.1炸藥2

1.1.2爆轟過程2

1.1.3衝擊波3

1.1.4氣泡運動4

1.1.5空化效應7

1.2水下爆炸造成的結構毀傷8

1.2.1局部毀傷8

1.2.2總體摺斷8

1.2.3後爆炸毀傷10

1.3水下爆炸軟件的簡介11

1.3.1LS�睤YNA軟件在水下爆炸中應用11

1.3.2DYTRAN在水下爆炸中的應用12

1.3.3ABAQUS在水下爆炸中的應用12

1.3.4AUTODYN在水下爆炸中的應用12

1.4小結14

參考文獻14

第2章水下爆炸載荷與材料彈塑性本構模型16

2.1水下衝擊波16

2.1.1壓力峰值Pm及其計算參數18

2.1.2時間常數θ及其計算參數19

2.1.3衝量I及其計算參數20

2.1.4能流密度E及其計算參數21

2.1.5相似性驗證22

2.2氣泡運動23

2.2.1氣泡的脈動23

2.2.2氣泡的上浮24

2.2.3氣泡的壓力25

2.3水下爆炸載荷半經驗公式26

2.3.1試驗壓力時程麯綫26

2.3.2靜止氣泡壓力時程麯綫解析錶達26

2.3.3上浮氣泡運動求解29

2.4材料彈塑性本構關係31

2.4.1彈性模型31

2.4.2塑性模型32

2.5小結34

參考文獻35

第3章聲�步峁櫃詈俠礪�36

3.1聲�步峁櫃詈俠礪�36

3.1.1基本控製方程36

3.1.2邊界條件37

3.1.3離散的流體�步峁櫃詈戲匠�39

3.1.4水下爆炸載荷輸入40

3.2顯式動力分析40

3.2.1顯式時間積分40

3.2.2顯式方法的條件穩定性41

3.3水下爆炸造成結構毀傷的理論研究42

3.3.1水下爆炸衝擊作用下圓闆的黏塑性響應43

3.3.2水下氣泡脈動下自由梁的動塑性響應47

3.3.3空化現象52

3.4小結56

參考文獻56

附錄:計算片空化的理論公式和Matlab程序56

第4章水下衝擊波結構毀傷計算60

4.1水下衝擊波結構毀傷建模60

4.1.1水下衝擊波載荷的定義60

4.1.2流體�步峁櫃詈隙ㄒ�62

4.1.3材料模型和破壞定義62

4.1.4水域幾何建模與網格剖分64

4.2水下衝擊波簡單結構毀傷的驗證66

4.2.1圓闆模型66

4.2.2氣背方闆模型69

4.2.3圓桶模型73

4.3船模在水下衝擊波作用下的毀傷驗證77

4.3.1船模模型描述77

4.3.2網格收斂性驗證80

4.3.3計算結果比較85

4.4實船衝擊波響應驗證90

4.4.1有限元模型及測點位置90

4.4.2結果分析92

4.5水麵艦艇在近場水下爆炸下的毀傷模式研究95

4.5.1計算模型描述95

4.5.2毀傷演化過程95

4.5.3毀傷模式98

4.6小結100

參考文獻101

第5章氣泡誘導的結構毀傷計算102

5.1氣泡毀傷建模102

5.2圓柱殼結構氣泡毀傷的驗證103

5.3簡單箱型船衝擊波�財�泡毀傷的驗證110

5.3.1試驗比較110

5.3.2毀傷機理進一步研究120

5.4具有剛體位移的鞭狀振動130

5.5衝擊波和氣泡聯閤作用下結構的三種運動137

5.5.1計算模型設計137

5.5.2計算工況及結果138

5.6整船自由振動146

5.7實船氣泡響應150

5.8小結151

參考文獻152

第6章水下爆炸空化效應153

6.1片空化效應計算和試驗比較153

6.1.1片空化閉閤潰滅試驗153

6.1.2空化二次加載試驗158

6.2空化效應對水麵艦船二次加載的單機計算163

6.2.1單機計算模型說明163

6.2.2空化效應對船舶結構響應的影響163

6.2.3二次加載的分析167

6.3空化效應對水麵艦船二次加載的並行計算170

6.4衝擊波、氣泡和空化聯閤作用下背空闆動態響應177

6.5小結181

參考文獻181

第7章水麵艦艇水下爆炸分析例182

7.1實船主尺度182

7.2建立全船的三維幾何模型183

7.3創建全船的有限元模型187

7.4模態分析195

7.5ABAQUS水下爆炸關鍵字設置197

7.6ABAQUS水下爆炸結果分析207

參考文獻217

索引218

精彩書摘

水下爆炸結構毀傷的數值計算
第1章水下爆炸物理現象和結構毀傷效應
本章從爆炸載荷的角度,簡單介紹水下爆炸的爆轟過程,以及後續産生的三種主要非接觸爆炸載荷

:衝擊波、氣泡和空化。然後對水下爆炸造成的結構毀傷進行簡單分類總結。
1.1水下爆炸物理現象
所謂水下爆炸指的是在水中很小區域有大量能量(爆源)突然釋放的過程。從力學過程角度來講,

水下爆炸大緻可以分為四個主要過程:炸藥的爆轟,衝擊波的形成和傳播,氣泡的脈動和上浮,以

及衝擊波在與自由水麵和結構的相互作用下産生的空化。空化可能對結構造成二次加載。圖1��1是

水下爆炸的幾個主要過程示意圖。



圖1.1水下爆炸過程示意圖



1.1.1炸藥
能夠在水中很小空間中提供集中能量的最簡單方法就是炸藥。炸藥是在一定的外界作用下(如受熱

、撞擊)能發生爆炸,同時釋放熱量並形成高熱氣體的化閤物或混閤物。炸藥可以是固態、液態,

也可以是氣體。如圖1��1(a)所示,在初始時刻炸藥(圖中陰影部分)置於水中。通常在能量突然

釋放的過程中(爆炸),還伴有光、熱、聲以及壓力的産生。炸藥中儲存的勢能可以是如下幾種:
(1) 化學能,如TNT、粉塵;
(2) 高壓壓縮氣體,如氣罐、噴霧罐;
(3) 核能,如裂變同位素鈾��235和鈈��239。
依照膨脹速度,炸藥分為“高能炸藥”和“低能炸藥”。如果膨脹速度大於聲速(稱為爆轟,見

1.1.2節),就是“高能炸藥”。反之,稱為 “低能炸藥”。本書隻研究高能炸藥。最常見的高能

炸藥有三硝基甲苯(TNT)、特屈兒(Tetryl)、黑索金(RDX)、熔黑梯鋁(RS211)和太恩(PETN

)等。除此之外,還有電流加熱導體或擊錘撞擊産生的熱量引燃某種特彆敏感物質的化學爆炸,如

液化天然氣的爆炸。
為瞭方便起見,常把其他炸藥的威力換算成同等威力TNT炸藥的重量,即當量係數。錶1��1給齣幾種

常見炸藥的當量係數,還給齣常見炸藥的爆熱、爆速等,它們都是炸藥的爆炸性能指標。


錶1.1幾種常見炸藥的物理參數


炸藥名稱密度/(g/cm3)爆速/(m/s)爆熱/(J/g)當量係數

TNT1��566685244801

RS2111��63873506197—

GUHL1��79854507800—

RDX1��816875060251��5

Tetryl1��737570—1��25

PETN1��723808364041��2


1.1.2爆轟過程
爆轟是通過化學反應把炸藥(固體、液體或者氣體)以非常高的速度變成高溫高壓氣體的過程。該

化學反應將炸藥在空間分成兩部分:反應物——高溫高壓氣體和未反應物——炸藥。介於兩者之間

的就是反應麵。爆轟過程的特點是高速性,在10-5~10-2s內完成,造成反應麵非常薄,在10-6m量

級。實際上,對於所謂的理想炸藥,這個反應麵的厚度可以忽略,作為間斷麵來處理,如圖1��1(b

)所示。存在一個間斷麵是高能炸藥爆炸的特點。另外,這個反應麵在空間是移動的,像波一樣傳

播,故稱為爆轟波。爆轟波的速度非常快,一般為2000~7000m/s,超過聲速。在圖1��1(b)中顯

示瞭反應麵(爆轟波)後麵是反應生成物——高溫高壓氣體。核爆炸幾乎瞬間完成,爆轟過程可以

忽略不計。但是對於常規炸藥的化學反應過程,爆轟一般必須考慮。
爆轟波的速度極快,爆轟所産生的熱量在極短的瞬間來不及擴散,在瞬間大量氣體被強烈地壓縮在

近乎原有的體積之內,因而産生幾萬個大氣壓的高壓,再加上反應的放熱性,高溫高壓氣體迅速對

周圍介質膨脹做功,這就造成瞭炸藥所具有的功率。
爆轟過程決定瞭炸藥的爆炸性能,主要包括爆熱、爆容、爆速和爆壓。爆熱是在一定的條件下單位

質量炸藥爆炸時放齣的熱量,它取決於炸藥的元素組成、化學結構以及爆炸反應條件;爆容是單位

質量炸藥爆炸時産生的氣體量(用標準狀態下的容積錶示),一般為0��7~1��0m/kg;爆速是爆轟

波(伴隨化學反應的衝擊波)在炸藥中的傳播速度,炸藥在一定裝藥密度下的爆速可以精確測定,

現有炸藥的爆速一般為2000~7000m/s,很少有超過9000m/s的;爆壓是指炸藥爆炸時爆轟波陣麵的

壓力,可用實驗方法間接測定,其值一般為10~40GPa。常見炸藥的部分物理數據在錶1��1中給齣。
1.1.3衝擊波
一旦爆轟過程完成,就形成瞭一個高溫高壓的氣球。如果是化學反應,氣球內的溫度可高達3000℃

,壓力高達50 000大氣壓。圖1��1(c)所示的是爆轟波撞擊藥包的最外層。由於爆轟波初始壓力非

常大,爆轟産物(氣體)就會突然膨脹,壓縮藥包周圍的水介質,在水中産生衝擊波。衝擊波由兩

部分構成:波前和波尾。波前是一個壓力間斷麵,壓力突然升起;波尾變化復雜。剛開始時,波尾

中壓力近似為指數衰減,在後半部,壓力盡管衰減很慢,但是已經變得不重要瞭。衝擊波在水中傳

播速度快於後續的氣泡膨脹速度,離開藥包後基本上沿徑嚮嚮外傳播。除瞭在爆炸點附近,衝擊波

基本上可以用一個聲學球形波來近似,亦即隨著波的傳播,壓力峰值比到爆炸點的距離的倒數衰減

稍微快一些,而壓力持續時間隨時間增加略微增加,衝擊波傳播的速度比水中聲波(約1500m/s)稍

微快一些。圖1��2(a)給齣瞭第二次世界大戰中拍攝的30mg類TNT炸藥引爆0��000 014s後氣泡和衝

擊波照片[1]。注意該照片是兩次曝光閤成的。第一次曝光是在爆轟後所拍,以準確標示藥包的位

置與形狀。圖1��2(b)拍攝的是3gTNT炸藥産生的水中衝擊波圖像。圖中可以清晰看到衝擊波[2]






圖1��230mg類TNT炸藥引爆0��000 014s後氣泡和衝擊波照片[1](a)
和3g TNT炸藥水中爆炸拍攝的衝擊波[2](b)



衝擊波在水中任意一點産生的壓力時程麯綫的特點是突然升高,然後以指數形式衰減,這個過程持

續時間在毫秒級,如圖1��3所示[3]。圖中實綫是衝擊波在三個測點(R=1��5m,15m,150m)處的

壓力峰值與波形。圖中還用虛綫給齣瞭按照聲學在相同測點的壓力波形和幅值。比較而言,衝擊波

的衰減要快於聲波;傳播速度也略高於聲波。采用聲波近似水中衝擊波時,速度可以采用聲速,但

是峰值要比聲波衰減得快。


圖1��3137kg TNT炸藥水中爆炸時不同位置處的壓力分布[1]

虛綫代錶聲學近似


1.1.4氣泡運動
在形成初始衝擊波的同時,爆炸氣體産物開始膨脹,以氣泡的形式推動周圍的水,如圖1��1(d)所

示。氣泡的壓力隨著膨脹而不斷減小,當降到周圍環境壓力時,氣泡由於慣性繼續膨脹,一直到最

大半徑。這時,氣泡內的壓力最小,且低於周圍環境壓力。周圍的水開始反嚮運動,壓縮氣泡,使

氣泡不斷收縮至最小;此時氣泡內部壓力又高於周圍環境壓力,氣泡開始再次膨脹,産生第二個嚮

外傳播的波。一旦氣泡再次膨脹到最大半徑又開始收縮,相同的膨脹收縮過程可以重復很多次。這

個過程通常被稱為氣泡脈動。報道中最多脈動次數是七次。圖1��4所示的是4��5gPETN爆炸産生的氣

泡脈動過程[2]。氣泡在開始膨脹階段體積變化較快(15ms之前);而當氣泡快膨脹到最大時,氣

泡錶麵徑嚮速度較低且持續時間較長(20~33ms);然後氣泡開始收縮,半徑迅速變小(40ms);

當氣泡收縮到最小時,可以從圖像上很清晰地看到氣泡底部的爆炸産物隨著氣泡錶麵的收縮而迅速

進入氣泡內部的過程,形成射流(45ms)。氣泡射流可能産生非常高的局部壓力;氣泡射流將直接

對艦體産生衝擊作用,這將加強爆炸氣泡對艦體的破壞作用。但本書討論中遠場爆炸,暫不討論氣

泡射流。





圖1.4 45g PETN氣泡脈動照片[2]



除瞭脈動外,氣泡由於受到浮力的作用,還會産生嚮上的遷移運動。圖1��5形象地錶示瞭壓力變化

過程以及氣泡脈動和遷移(氣泡運動)的過程[4]。第一次氣泡脈動後,氣泡內的剩餘能量隻有初

始能量的7%左右(以1500lb(1lb=0��453 592kg)TNT炸藥為例),因此一般在研究氣泡脈動對艦船

的毀傷效應時隻關注第一次氣泡脈動。衝擊波和氣泡在傳播過程中攜帶不同的能量,衝擊波大約占

有53%的能量,而氣泡占有47%。在傳播過程中,衝擊波損失約20%的能量,剩餘的造成結構物的毀傷

;而氣泡第一次膨脹、收縮過程損失約13%的能量,有17%的能量會在氣泡被壓到最小時散失,剩下

的用於産生第二次的壓力波。



圖1.5壓力變化過程以及氣泡的運動過程[4]



根據上述,典型球形水下爆炸的主要邊界在圖1��6中給齣,其中,橫坐標是徑嚮位移,縱坐標是時

間。圖中陰影OO′M錶示的是炸藥。起爆發生在炸藥原點O。爆轟波以常速度沿OO′在炸藥中傳播,

同時在爆轟波的後麵,邊界OA′把高壓區和低壓區區彆開來。當爆轟波到達炸藥外殼O′點後,一部

分爆轟波繼續嚮周圍水介質傳播,形成水中衝擊波O′D,另外一部分被水�財�界麵反射,形成嚮內

的稀疏波O′A′。反應物氣體和周圍介質水的交界麵則沿著O′C以較慢的速度膨脹,這就是氣泡。

氣泡在膨脹過程中,嚮內同樣會形成稀疏波O′B。稀疏波會影響氣泡的壓力,也會吸收能量,增加

氣泡的能量損失。這個波在水下爆炸載荷預報中是要考慮的。



圖1.6水下爆炸邊界示意圖(圖中陰影為炸藥)

前言/序言


《水下爆炸結構毀傷的數值計算》 書籍簡介 本書深入探討水下爆炸對各類結構物可能造成的毀傷機理,並係統介紹瞭一係列先進的數值計算方法,旨在為理解、預測和評估水下爆炸毀傷效應提供嚴謹的理論框架和實用的工具。本書內容聚焦於將復雜的物理現象通過數學模型和計算機模擬進行精確量化,從而幫助工程師、研究人員以及決策者更有效地應對水下爆炸帶來的挑戰。 核心內容涵蓋: 1. 水下爆炸動力學基礎: 爆炸過程模擬: 詳細解析水下爆炸源的産生、能量釋放、衝擊波生成及傳播過程。我們將審視爆炸産物氣體膨脹、水體絕熱壓縮、空化泡的形成與潰滅等關鍵物理現象,並介紹用於模擬這些過程的物質狀態方程和能量守恒方程。 衝擊波傳播特性: 深入分析衝擊波在水介質中的傳播規律,包括波形的衰減、反射、摺射以及與自由錶麵、海底界麵的相互作用。書中將討論不同距離、不同深度下衝擊波的壓力-時間曆程特徵,以及其對周圍環境的影響。 空化效應與衝擊載荷: 重點闡述空化泡的動力學行為,特彆是其潰滅時産生的二次衝擊波以及對附近結構的潛在毀傷機理。我們將分析空化泡的尺寸、潰滅壓力和能量釋放等參數如何影響結構響應。 2. 結構動力學響應分析: 接觸與耦閤: 詳細介紹水-固耦閤動力學理論,即如何精確模擬爆炸衝擊波作用於結構錶麵,以及結構變形對水介質壓力的反饋。我們將討論有限元法(FEM)、邊界元法(BEM)等常用數值方法的應用,以及它們在處理水-固耦閤問題時的優勢與局限。 材料本構模型: 審視在爆炸載荷作用下,不同類型結構材料(如鋼材、混凝土、復閤材料等)的動態本構關係。我們將介紹彈塑性模型、損傷力學模型以及連續介質損傷力學(CDM)等,用以描述材料在高速加載下的應力-應變行為、屈服、斷裂及殘餘變形。 結構動力響應模擬: 係統講解如何基於有限元或有限差分方法,建立和求解包含復雜幾何形狀和材料特性的結構動力學方程。我們將討論數值算法的穩定性、精度以及網格劃分策略,以確保模擬結果的可靠性。 3. 毀傷機理與評估: 局部毀傷: 專注於分析水下爆炸衝擊波對結構錶麵造成的局部破壞,如穿孔、凹陷、裂紋擴展等。我們將探討衝擊波壓力峰值、衝擊持續時間、材料強度等因素對局部毀傷模式的影響。 整體毀傷: 研究爆炸載荷作用下結構的整體變形、失穩甚至整體破壞。這包括對結構整體屈麯、大變形、動力屈服以及斷裂破壞等現象的分析。 毀傷判據與評估方法: 介紹常用的結構毀傷判據,例如應力、應變、能量等指標,並討論如何通過數值模擬結果來預測結構的安全性、剩餘承載能力以及失效模式。 4. 數值計算方法的實現與應用: 商業軟件與自定義代碼: 介紹當前主流的商業有限元分析軟件(如ABAQUS, LS-DYNA, ANSYS等)在水下爆炸仿真中的應用,並探討如何利用這些軟件實現復雜的水-固耦閤計算和材料非綫性分析。同時,本書也將提及一些特定問題的自定義數值方法開發。 模型驗證與驗證: 強調數值模型與實驗數據以及工程實際案例的對比驗證的重要性。我們將討論如何設計和分析水下爆炸實驗,以驗證數值模型的準確性。 案例研究: 提供一係列典型的水下爆炸結構毀傷的數值計算案例,涵蓋不同類型的水下結構(如船體、海底管道、水下平颱、水壩等)在不同爆炸條件下的響應。這些案例將直觀地展示本書所介紹方法的實際應用。 本書的特色: 理論與實踐相結閤: 既深入剖析瞭水下爆炸毀傷的物理本質,又提供瞭切實可行的數值計算方法和工具。 係統性強: 從爆炸源、介質傳播、結構響應到毀傷評估,形成完整的分析鏈條。 方法全麵: 涵蓋瞭當前水下爆炸數值計算領域最前沿的技術和方法。 案例豐富: 通過實例說明,幫助讀者理解抽象理論在實際問題中的應用。 適用讀者: 本書適閤從事船舶與海洋工程、土木工程、軍事工程、航空航天等領域的工程師、技術人員、研究人員、研究生以及相關專業的高年級本科生。它將為讀者提供深入理解水下爆炸毀傷機製、進行結構安全性設計和風險評估的寶貴知識和技術支持。

用戶評價

評分

這本書,讓我對“數值計算”這個詞有瞭全新的認識。我是一名在軟件開發行業工作的工程師,平時主要負責開發一些工程模擬軟件的後端算法。然而,對於水下爆炸這種極端物理現象的模擬,我此前涉獵不多。這本書的齣現,就像是一本“葵花寶典”,讓我得以窺見其背後的數學原理和計算方法。書中對水下爆炸的物理過程進行瞭非常詳盡的描述,從爆炸源的能量釋放,到衝擊波的産生和傳播,再到衝擊波與水中結構物之間的相互作用,每一個環節都進行瞭細緻的分析。我尤其對書中關於數值方法選擇和實現的討論印象深刻。作者詳細地介紹瞭有限元法、有限差分法、以及更前沿的數值方法,並對它們在水下爆炸模擬中的適用性進行瞭深入的探討。書中的算法僞代碼和算例分析,為我提供瞭寶貴的參考。我記得書中關於耦閤算法的實現細節,這對於我們在軟件開發中設計高效可靠的模擬器至關重要。這本書的深度和廣度,足以讓任何想要深入瞭解水下爆炸數值計算的開發者,找到自己需要的答案。它不僅僅是一本技術手冊,更是一部關於如何將復雜的物理現象轉化為可執行的計算模型,並最終實現精確仿真的經典著作,對我來說,這是一次寶貴的知識啓迪。

評分

當我第一次翻開這本書時,我被它的厚度和密集的公式嚇瞭一跳。我是一名專注於材料科學研究的博士生,在我的研究領域中,雖然不直接涉及水下爆炸,但對於材料在極端載荷下的行為一直非常感興趣。這本書,恰恰為我提供瞭一個全新的視角來理解材料在高應變率下的響應。書中對水下爆炸産生的衝擊波以及其對結構的影響進行瞭非常詳盡的描述。我尤其欣賞書中關於壓力載荷計算和結構動力響應分析的部分。作者通過引入各種數學模型和數值方法,將抽象的物理過程轉化為可計算的方程組,這對於我們理解材料在瞬態載荷下的變形和失效至關重要。書中的算例分析也非常精彩,通過這些具體的例子,我能夠更直觀地理解理論的應用。我記得書中關於材料失效準則的討論,作者詳細介紹瞭不同的損傷模型和斷裂力學方法,並將其應用於水下爆炸結構的毀傷分析。這讓我意識到,原來材料在極端載荷下的失效過程,可以如此精細地被模擬和預測。這本書的深度和廣度,讓我受益匪淺。它不僅僅是提供瞭一種數值計算的方法,更重要的是,它教會瞭我如何將物理過程、材料模型和數值算法有機地結閤起來,以解決復雜工程問題。對我而言,這本書提供瞭一個深入理解材料在極端動力學環境下行為的寶貴平颱。

評分

這本書,我拿到手的時候,就被它厚重的封麵和密集的公式所震撼。我是一名對力學模擬頗有興趣的在校研究生,一直以來都對水下爆炸這種極端復雜又極具挑戰性的工程問題抱有強烈的好奇。在課程學習中,零散地接觸過一些相關的概念,但始終覺得不夠係統和深入。當我得知有這本書的存在時,立刻就燃起瞭購買和研讀的衝動。拿到書後,我迫不及待地翻開,首先映入眼簾的是大量精煉的數學符號和物理定律。書的開頭部分,就以一種嚴謹到近乎刻闆的語氣,闡述瞭水下爆炸的基本物理過程,包括衝擊波的産生、傳播、以及與水中結構物的相互作用。作者並沒有迴避任何復雜的理論細節,而是循序漸進地展開,從最基礎的流體力學方程組,到求解這些方程所依賴的數值方法,每一個環節都力求清晰明瞭。我特彆欣賞的是,書中對不同數值離散格式的優劣對比分析,以及對網格劃分、邊界條件設置等關鍵技術細節的深入探討。這對於我們這些需要動手進行數值模擬的學生來說,無疑是寶貴的指導。有時候,即使讀懂瞭理論,實際操作中遇到的問題也層齣不窮,而這本書似乎總能預見到我們可能遇到的睏難,並提供相應的解決方案。它的深度,足以讓那些想要在水下爆炸數值計算領域有所建樹的研究人員,找到攻剋難題的鑰匙。它不僅僅是一本教材,更像是一位經驗豐富的導師,在最前沿的學術領域,為我們指明前進的方嚮。我至今還記得,為瞭理解某個復雜的耦閤算法,我在書中花瞭整整一個下午的時間,反復推導、對照插圖,最終豁然開朗的那種成就感。這種感覺,是單純閱讀一些淺顯易懂的書籍所無法比擬的。

評分

說實話,這本書的閱讀門檻很高,我是一名業餘的軍事技術愛好者,平日裏喜歡閱讀一些軍事裝備的介紹和原理分析,但這本書的內容,讓我感覺自己仿佛進入瞭一個全新的學科領域。書中的前言部分,就明確指齣瞭水下爆炸結構毀傷的復雜性和數值計算的重要性。然後,作者就開始係統地介紹相關的理論基礎,包括流體力學、彈性力學、塑性力學等。我雖然對這些基礎理論有一些瞭解,但書中對於這些理論在水下爆炸情境下的具體應用,進行得非常深入。我尤其對書中關於衝擊波傳播和衰減的數學模型印象深刻。作者詳細地分析瞭各種影響因素,並給齣瞭相應的計算公式。這讓我能夠更清晰地理解,為什麼水下爆炸的威力會隨著距離的增加而衰減,以及這種衰減的規律是怎樣的。書中的數值計算部分,更是讓我大開眼界。作者介紹瞭多種數值方法,並給齣瞭詳細的算法流程。我記得書中關於網格劃分和邊界條件設置的討論,這些細節對於保證計算的準確性非常重要。雖然我無法完全理解書中的所有數學推導,但我能夠感受到作者在其中傾注的心血,以及他對水下爆炸這一領域深刻的理解。這本書為我提供瞭一個非常專業的視角,讓我得以從科學和工程的角度,去理解水下爆炸的威力及其對結構造成的毀傷。

評分

這本書,我必須說,它不是給“隨便看看”的人準備的。我是一個對科學的嚴謹性有著近乎偏執追求的工程師,在過去的職業生涯中,我曾嘗試過使用不同的軟件和方法來模擬各種工程場景,但水下爆炸的挑戰性,總讓我覺得還有許多未知的領域。當我偶然間接觸到這本書時,我便被它所呈現齣的深度和廣度所吸引。作者以一種近乎考古的方式,深入挖掘瞭水下爆炸的每一個細節,從最基礎的能量守恒定律,到復雜的非綫性材料模型,再到求解這些模型的數值算法,每一個方麵都進行瞭詳盡的闡述。我尤其對書中關於衝擊波傳播的數值模擬方法著迷。它不僅僅是簡單地提及,而是詳細地分析瞭各種方法的原理、優缺點,以及在處理激波、自由錶麵等復雜邊界條件時的策略。書中的數學推導過程十分嚴謹,每一個公式的齣現都有其清晰的邏輯來源,這對於我這樣需要驗證計算結果的工程師來說,是極其重要的。我記得書中關於數值穩定性和收斂性的討論,作者詳細地介紹瞭如何通過選擇閤適的離散格式和時間步長來保證計算的可靠性,這在我以往的模擬工作中,常常是令人頭疼的問題。這本書給我帶來的,不僅僅是解決瞭一個具體的工程問題,更是一種對數值模擬方法論的深刻理解。它讓我意識到,在解決復雜工程問題時,深刻理解背後的數學和物理原理,比僅僅掌握某個軟件的操作更為重要。

評分

讀完這本書,我最大的感受是,它真的把“復雜”這個詞發揮到瞭極緻,但也正是在這種極緻的復雜中,蘊含著作者對水下爆炸結構毀傷機理的深刻洞察。我是一名從事船舶結構強度分析多年的工程師,在實際工作中,偶爾也會遇到與水下衝擊相關的設計挑戰,但通常都依賴於經驗或者簡化模型。這本書則完全不同,它提供瞭一種從最底層、最本源的物理原理齣發,通過嚴謹的數值計算來揭示這些現象的方法。我尤其對書中關於空化效應和自由錶麵處理的部分印象深刻。在實際的水下爆炸場景中,空化泡的潰滅會産生二次衝擊波,對結構造成額外的破壞,而這一點在很多簡化模型中是被忽略的。這本書則詳細地介紹瞭如何將這些非綫性效應納入數值模型,並通過大量的算例來驗證其準確性。書中的公式推導嚴謹而邏輯清晰,雖然有些部分需要反復閱讀纔能完全消化,但一旦理解瞭,就會發現之前很多在實際工作中遇到的“奇怪”現象,都能得到閤理的解釋。它讓我意識到,原來我們對水下爆炸的理解,還有如此廣闊的深度和空間可以挖掘。這本書給我帶來的不僅僅是知識的增長,更是思維方式的轉變。它教會我如何用一種更係統、更科學的方法去分析和解決工程問題,如何在看似混亂的現象背後,找到支配其發展的內在規律。對我而言,這本書記載的不僅僅是數值計算的方法,更是一種嚴謹的治學態度和創新的工程精神,這對於任何希望在復雜工程領域取得突破的人來說,都是無價的。

評分

這本書的語言風格,可以說是相當“硬核”瞭,完全沒有一般科普讀物的那種輕鬆愉快的調調,更像是為一群誌同道閤的“技術宅”量身定做的。我是一個在航空航天領域工作的科研人員,雖然工作內容主要圍繞著大氣層內的飛行器,但對於水下環境下的極端動力學現象也一直保持著濃厚的興趣。當我翻開這本書時,首先吸引我的是其詳盡的數學框架。作者在書中對計算流體力學(CFD)在水下爆炸模擬中的應用進行瞭全方位的介紹,從有限元法、有限差分法到更前沿的粒子法,各種數值離散技術都被詳細地闡述瞭其原理和適用性。我尤其欣賞書中關於激波捕捉和界麵追蹤技術的討論。在水下爆炸模擬中,這些技術是保證計算精度和穩定性的關鍵,而這本書則以一種非常深入的方式,剖析瞭不同方法的優缺點以及在實際應用中的注意事項。書中的圖錶和公式數量巨大,有時候光是看圖都要花上一些時間來理解其含義,但正是這些細節,構成瞭這本書厚重的學術價值。我記得書中關於耦閤算法的部分,對流體和結構的耦閤方式進行瞭深入的探討,這對於理解水下爆炸時結構的變形和破壞過程至關重要。這本書的深度和廣度,足以讓任何對這一領域有深入研究需求的人,找到自己需要的答案。它不僅僅是一本技術手冊,更是一部關於如何用數學和計算語言來理解和模擬極端物理現象的經典著作,對我來說,這是一次寶貴的知識啓迪。

評分

我是一名在海軍工程領域工作的技術人員,平時的工作接觸到不少與水下衝擊波相關的設計和評估任務。坦白說,在拿到這本書之前,我對水下爆炸結構毀傷的數值計算,總覺得是停留在一些比較錶麵的概念層麵。這本書的齣現,就像是為我打開瞭一扇通往全新世界的大門。它不是那種可以輕鬆翻閱的書籍,每一頁都充滿瞭需要認真思考和推敲的內容。書的前半部分,作者花瞭大量篇幅來介紹水下爆炸的物理模型,從爆炸源的能量釋放,到衝擊波的産生和傳播,再到衝擊波與水中結構物之間的相互作用,每一個環節都進行瞭細緻的分析。我尤其對書中關於衝擊波衰減模型和結構響應模型的介紹印象深刻。在實際應用中,如何準確地預測衝擊波的能量和作用時間,以及如何模擬結構在衝擊波作用下的變形和損傷,是影響計算結果準確性的關鍵。這本書提供瞭多種不同的模型和算法,並對它們進行瞭詳細的比較和分析,這對我來說非常有價值。書中的算例也十分豐富,通過這些具體的案例,我能夠更直觀地理解書中理論的應用。我記得書中關於壓力載荷的求解和結構動力響應的計算部分,作者詳細地介紹瞭各種數值方法,並給齣瞭相應的公式和步驟。這讓我能夠將書中的理論與我實際的工作相結閤,進行更深入的分析。這本書的專業性很強,但恰恰是這種專業性,讓我能夠真正地理解水下爆炸結構毀傷的復雜性和精妙之處。

評分

當我拿到這本書時,我被它的封麵設計和書名所吸引,雖然我並非專業研究人員,但作為一名對工程技術發展史懷有濃厚興趣的普通讀者,我一直對“水下爆炸”這個詞背後的巨大能量和技術挑戰感到好奇。這本書,我必須說,它並沒有讓我失望,反而給我帶來瞭遠超預期的驚喜。從書本的開篇,作者就以一種極其嚴謹且富有邏輯性的方式,為我鋪展瞭水下爆炸結構毀傷的整個畫麵。它不僅僅是簡單地描述爆炸的威力,而是深入到爆炸波的産生機製,其在水介質中的傳播特性,以及最為關鍵的——這些強大的衝擊波是如何作用於並最終摧毀水下結構的。書中對數值計算方法的介紹,雖然涉及大量的數學公式和專業術語,但作者卻盡力做到清晰易懂,循序漸進。我印象最深刻的是,書中對不同數值離散格式的優劣分析,以及在處理復雜邊界條件(如自由錶麵、結構界麵的耦閤)時的技術細節。這讓我得以理解,為何如此復雜的工程問題,需要如此精密的計算工具。書中的圖錶和算例,如同為抽象的理論提供瞭具象化的支撐,讓我能夠更直觀地把握理論的精髓。我記得書中關於衝擊波載荷的求解以及結構動力響應的計算部分,作者詳細地介紹瞭數值求解的步驟和注意事項。對我而言,這本書是一次關於工程技術深度探索的絕佳體驗,它讓我看到瞭科學嚴謹性和計算智慧如何能夠化解極端挑戰。

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老實說,我拿到這本書的時候,內心是有點忐忑的。作為一名對軍事裝備及其效能評估頗感興趣的愛好者,我對水下爆炸的威力早有耳聞,但一直苦於沒有一個能夠深入瞭解其背後科學原理的途徑。這本書,無疑滿足瞭我這個願望,但它也“滿足”得過於徹底。它的內容之詳盡,公式之密集,讓我感覺仿佛置身於一個龐大的數學和物理學迷宮之中。書的前幾章,就如同一個精密的科學說明書,細緻入微地介紹瞭水下爆炸的物理過程,從初始的爆炸點火,到衝擊波的形成、傳播,再到對周圍環境和結構的破壞。作者在書中對各種影響因素,如爆炸深度、爆炸物類型、介質特性等等,都進行瞭深入的分析,並給齣瞭相應的數學模型。我特彆驚嘆於書中對結構毀傷機理的描述。它不僅僅是簡單地描述結構被破壞,而是深入到材料的塑性變形、斷裂過程,甚至是碎片飛散等細節。書中的數值計算部分,更是讓我大開眼界。作者詳細地介紹瞭各種數值方法的原理和應用,比如有限元法、有限差分法等,並且給齣瞭大量的算例來展示這些方法的應用。我記得書中關於耦閤仿真的部分,讓我意識到原來要準確模擬水下爆炸,需要將流體動力學和結構動力學緊密結閤起來。這本書的深度,讓我不得不花費大量的時間去理解每一個概念和公式,但這其中的樂趣,也是其他任何淺顯的讀物無法給予的。它就像是為我打開瞭一扇窗,讓我得以窺見水下爆炸這個神秘領域背後,那深邃而迷人的科學世界。

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很好的專業書,讀來很好

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比較關注這方麵的內容,看看學習一下。

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