水下爆炸载荷特性及其作用下的舰船毁伤与防护研究综述

从水下爆炸研究的重要性和基本物理现象入手,阐述水下爆炸载荷特性及其作用下的舰船毁伤与防护研究背景与意义、研究进展与现状,以及存在的关键难题。针对存在的难题,阐述主要的水下爆炸理论、模型与方法。在理论和计算研究方面,阐述气泡动力学统一理论、水下爆炸瞬态强非线性气-液-固全耦合模型与计算方法,以及能够解决实际问题的流固耦合FSLAB基础工业软件。在实验研究方面,阐述水下爆炸代替性实验方法,以及模型试验方法。在此基础上,给出水下爆炸载荷及其作用下舰船毁伤与防护领域的理论分析、计算以及实验结果,并对此进行讨论,旨在为水下爆炸相关研究提供参考。

基于图像变化检测的舰船毁伤信息提取问题研究

信息化条件下,舰船毁伤效果评估对舰船毁伤信息的提取提出了更高的要求。文章对基于图像变化检测的舰船毁伤信息提取问题进行了研究,首先对舰船毁伤前后的图像进行配对,然后利用变化检测法对图像变化的纹理特征和几何特征进行检测,提取舰船毁伤评估所需要的毁伤信息。

外军基于海上舰船毁伤效果评估的信息获取手段初探

海上舰船毁伤效果评估对信息的获取提出了更高的要求。本文通过对外军基于海上舰船毁伤效果评估的信息获取手段、信息内容格式等问题进行研究，提出了关于未来海上舰船毁伤效果评估的信息获取手段问题的几点展望。

一种面向舰船结构毁伤的大变形流固耦合数值计算方法

水下爆炸导致舰船结构毁伤是一个复杂的非线性大变形流固耦合过程,高精度的流固耦合计算是获得高置信模拟结果的关键。基于浸没边界思想,本文提出一种面向大变形壳理论的流固耦合数值方法,可精确刻画流固耦合界面并高效求解流固界面约束方程。基于该方法,本文提出了完整的适用于水下爆炸舰船结构毁伤的大变形流固耦合数值计算方案,并基于大规模并行编程框架,研发形成适用于舰船结构毁伤的流固耦合大规模并行计算软件。与泰勒平板理论解和水下爆炸结构冲击响应实验数据等进行对比表明,本文方法可有效模拟大变形流固耦合工程问题,具备较高数值求解精度。在此基础上,完成了水下爆炸整船结构毁伤过程大规模数值模拟。该方法可有效应用于舰船毁伤等级评估,应用前景广阔。

典型舰船结构的水下爆炸耦合毁伤研究进展

随着精确制导、控制及超空泡技术的快速发展和应用,水下武器的命中精度和航行速度不断提升,对水下武器的高效毁伤能力提出了新的需求.水下武器攻击舰船目标时,爆炸冲击波、壳体碎片、气泡脉动、气泡射流以及空化效应等多种毁伤元共同对舰船目标造成毁伤破坏;此外,多发水下武器时空协同作战会对舰船目标造成耦合毁伤破坏.因此,研究多类型毁伤元、多发武器对舰船目标的耦合毁伤机理及模式是提升水下武器毁伤能力的关键.基于此,对比分析了水下接触爆炸、近距离爆炸以及中远距离爆炸时毁伤元耦合毁伤模式的区别.并从理论研究、仿真模拟以及试验验证等方面,对多类型毁伤元的耦合毁伤机理、典型舰船结构的耦合毁伤效应及基于时空协同的多发弹耦合毁伤作用的研究进展进行了梳理和归纳.在此基础上总结了现阶段针对舰船目标的水下爆炸耦合毁伤研究结果,对水下武器高效毁伤的研究方向进行了探讨,旨在为水下武器的高效毁伤技术研究提供参考.

基于贝叶斯网络的舰船目标毁伤评估

为制定对目标舰船实施后续打击等计划提供有效支持,针对舰船目标毁伤评估问题的复杂性和困难,利用贝叶斯网络在不确定性推理计算方面的优势,采用Ge NIe软件建立目标舰船毁伤评估的贝叶斯网络,并以某型舰船为例,根据舰船目标的物理结构层次、功能结构层次和毁伤模式等特征,依据专家评估确定贝叶斯网络节点条件概率分布,在舰船目标物理毁伤及遭受攻击前后运动的变化状况等情报分析的基础上进行推理评估。结果表明,该方法能很好地实现舰船目标作战效能与目标物理毁伤程度映射关系的量化分析。

水雷对舰船的毁伤概率计算模型及仿真

水雷障碍的作战效能研究是目前研究的重点。基于具有机动能力的水雷的特点,综合考虑了水雷障碍中水雷的布放成功率、命中概率、水雷的可靠度和动作概率等主要因素对目标舰船毁伤概率的影响,提出了目标舰船航线的选择服从均匀分布时和目标舰船航向服从正态分布时的目标舰船遭遇水雷概率计算模型,建立了基于具有机动能力水雷对目标舰船的毁伤概率模型,并进行了仿真验证,具有较高的实用性。

侦察卫星在舰船毁伤评估中的运用

侦察卫星是海上舰船毁伤评估信息获取的重要手段,研究侦察卫星在舰船毁伤评估中的运用具有重要的现实意义和实用价值。介绍了侦察卫星在海上舰船毁伤信息获取中的具体应用,提出侦察卫星在获取舰船毁伤信息中的难点及对策。

复杂舰船目标毁伤评估模型建立方法研究

针对舰船目标毁伤效果评估问题的复杂性和困难,利用贝叶斯网络在不确定性推理计算方面的优势,计算总结出目标舰船毁伤后舱室的毁伤规律,同时根据同层节点不同工作流程关系,分别采用维修时间统计法和权重对比法确定各节点不同状态组合参数,完成贝叶斯网络评估模型的建立,较好地推理计算了目标舰船模型中所有可能工况的总体毁伤结果,得到全工况舰船目标总体毁伤状态表,结合蒙特卡洛模拟导弹打靶试验结果,进一步推导出导弹对舰船目标的总体毁伤概率,实现反舰导弹毁伤威力的定量评估。

计及水流场效应的军辅船空爆毁伤特性

为研究空中爆炸载荷对舰船结构的毁伤效果,利用Ansys对典型军辅船进行完整建模,在考虑船体周围水流场的前提下,基于LS-DYNA中的ALE算法模拟了典型舰船结构在空中爆炸作用下的响应并将之同实船实验数据进行对比分析,验证了其有效性。通过分析不同工况下典型位置的冲击响应数据及舰船结构毁伤效果云图,得出如下结论:空爆对舰船的毁伤具有明显的局部效应;强构件交界处及舱室角隅处因空爆反射波而产生应力集中,从而成为空爆中的薄弱环节;空中接触爆炸对舰船结构的毁伤效果以形成局部破口为主要形式;穿舱爆炸破坏模式受舱室容积的影响较大,距离爆源相同距离处的响应峰值有很大的不同,各层板架具有明显的滤波吸能效果。文中的计算方法及结论将为舰船抗空爆毁伤相关方面的研究提供参考。

舰船水上动爆冲击波超压测量研究

针对舰船水上动爆冲击波超压测量研究,介绍了该领域的研究现状,以及装药量、带壳装药和装药运动速度对冲击波超压的影响,研究分析了动爆对着靶位置和冲击波超压峰值的影响,并分别用美国的捕鲸叉BlockⅡ反舰导弹进行实例计算。总结了自动增益控制、多增益技术等在数据获取方面的应用,多点存储和多途径传输等数据防护方法,组合同步触发技术等舰船水上动爆冲击波超压测量的关键技术。研究结果可以为相关测试的开展和装备建设提供参考。

基于港口封锁作战雷障布设模型的研究

本文针对港口封锁雷障布设模型,以平均危险带宽度为目标,使用水雷数量不超过52,水雷间满足安全距离,且水雷线数量最多为约束,构造规划模型,可确定水雷布设的地理坐标。以舰船毁伤期望最优为目标,每枚雷的引信次数为决策变量构建整数规划模型,采用蒙特卡洛模拟算法,可以计算舰船毁伤期望最优的引信次数布设方案。模型结果表明,算法具有很高的实效性和可靠性。