Page 72 - 《爆炸与冲击》2026年第01期
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第 46 卷 王天召，等： 水下接触爆炸气泡脉动特性的理论研究 第 1 期
表 4 接触爆炸与自由场爆炸中相同气泡脉动特性之间的比例系数
Table 4 Scaling factors for bubble pulsation characteristics between contact and free-field explosions
最大半径比例系数 脉动周期比例系数
工况
理论 数值模拟 相对误差/% 理论 数值模拟 相对误差/%
1 1.26 1.22 −3.2 1.26 1.20 −4.7
2 1.26 1.24 −1.6 1.26 1.21 −4.0
3 1.26 1.22 −3.2 1.26 1.20 −4.7
3 实 验
为了进一步验证接触爆炸条件下气泡脉动特性与自由场气泡之间的相对关系，采用 1 m×1 m×1 m
的立方形玻璃水箱进行接触爆炸以及自由场不同边界条件下的相同当量 TNT 水下爆炸实验。实验采
用 10 号雷管，其 TNT 当量约为 0.233 g。为了最大程度减小自由表面以及水箱边界对于气泡脉动的影
响，将初始起爆中心设置在立方形水箱的中心轴上，且距离自由表面和水箱底部的距离相同。接触爆炸
工况中采用 1 cm 厚的 304 不锈钢板近似作为刚性平板。主要的实验装置与接触爆炸工况如图 5～6 所示。
Plane
Detonator
Water tank
图 5 实验装置 图 6 接触爆炸工况
Fig. 5 Experimental device Fig. 6 Contact explosion test condition diagram
针对自由场以及接触爆炸不同边界条件下，每种边界条件均进行 3 次重复实验，以确保实验结果的
可靠性。不同边界条件下，炸药的初始深度均为 0.5 m，到水箱底部的距离为 0.5 m，最终得到气泡脉动图
像分别如图 7～8 所示。
(a) 0 ms (b) 3.9 ms (c) 7.8 ms (d) 10.4 ms (e) 16.0 ms
图 7 自由场气泡脉动的实验结果
Fig. 7 Experimental results of free-field bubble pulsation
根据实验 1 和 4 中的气泡脉动图像绘制了不同边界条件下气泡脉动半径变化曲线，如图 9 所示。从
图 9 可以看出：接触爆炸下气泡的最大半径和周期均大于自由场气泡的，且在第 1 次脉动结束后，接触爆
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