TrueGrid水下爆炸仿真：舰船冲击响应数值模拟分析案例

一、研究背景

舰船作为重要的水面武器作战平台，易受水雷、炸弹等非接触式水下爆炸武器的攻击。研究舰船在水下爆炸载荷下的动态响应，有助于深入了解舰船失效规律和损伤机理。

二、联合建模方法

采用Multigen Creator建立船体三维几何模型（全长186.5m舰船的完整外形），应用TrueGrid建立流体三维几何模型（足够大的计算域和高精度六面体网格）。通过Ansys数据转换整合，在LS-DYNA中进行耦合计算。

三、水下爆炸载荷

水下爆炸冲击波基本方程：峰值压力Pmax = K₁(W^(1/3))/R^α，时间衰减P(t) = Pmax·e^(-(t-t₀)/θ)。典型工况：装药量13kg TNT，爆距20m（水面正下方）。

四、舰船动响应分析

分析船体加速度响应：测点布置（甲板、舱室等关键位置）、响应特性（峰值、频率成分、持续时间）、沿船长分布（冲击因子曲线）。评估结构损伤风险：高加速度区域的识别、连接部位的应力集中、设备损坏评估。

五、结论

Multigen Creator和TrueGrid混合建模方法能够有效提高LS-DYNA数值计算的精度，为舰船水下爆炸冲击响应分析提供了可靠的数值工具。