基于特征线差分法的水下爆炸近场非等熵流研究的开题报告.docx

基于特征线差分法的水下爆炸近场非等熵流研究的开题报告
一、选题背景
水下爆炸是一种有力量的瞬间释放，造成严重损伤的事件。对于水下管道、舰船、海岸等水下结构的设计和评估，以及爆炸声响、水下振动等工程问题的研究，都需要深入理解水下爆炸过程和流场特征。然而，水下爆炸所涉及的物理、化学、力学等学科交叉相互作用，使得对其研究具有很高的难度，需要运用复杂的数学模型和计算方法。目前，在水下爆炸研究领域，特征线差分法作为一种数值计算方法上已经成为了一个广为接受的方法，被广泛应用于爆炸近场流场的计算和分析。
二、研究目的
本研究旨在探究特征线差分法在水下爆炸近场的非等熵流计算中的应用，以获取水下爆炸近场非等熵流场、冲击波传播规律、气泡云的演化等重要参数，为水下爆炸危害分析、水下防护设计等提供理论依据。
三、研究方法
通过建立数学模型，利用特征线差分法作为数值计算方法，模拟水下爆炸过程中近场的非等熵流动，探究其流场特性。具体来说，研究中将采用以下步骤：
1.建立水下爆炸模型；
2.根据水下爆炸模型，引入非等熵流模型，对水下爆炸过程中的气动、水动力阻力进行数值模拟，以获取近场流场特性参数；
3.探究冲击波和气泡云的演化轨迹和特性参数，对水下防护结构及其抗击性进行分析；
4.对计算结果进行讨论和分析，得出结论。
四、研究意义
本研究的主要意义在于：
1.在水下爆炸研究领域中深入探究特征线差分法的应用，为水下爆炸近场的非等熵流计算提供了一种新的思路和研究方法；
2.通过对近场流场的特性参数进行计算和分析，可以对水下爆炸的冲击及其在水下结构上的影响进行评估，为水下工程和防护设计提供参考；
3.研究结果可为水下爆炸危害评估制定更加科学和合理的标准和准则，对岸边、船舶和海岸等水下工程的设计和评估提供有效的依据。
五、研究计划
本研究的计划如下：
第一年：
1.确定研究方向以及研究方法和步骤；
2.学习和掌握特征线差分法的基本理论和计算方法；
3.建立水下爆炸的数学模型，选定非等熵流模型；
第二年：
1.利用特征线差分法计算水下爆炸近场的非等熵流场，并获取近场流场特性参数；
2.探究冲击波和气泡云的演化轨迹和特性参数；
第三年：
1.对计算结果进行讨论，比较和分析；
2.提出结论并撰写论文，完成毕业论文。
六、预期成果
本研究预期通过特征线差分法计算水下爆炸近场的非等熵流场，并探究其流场特性参数，实现如下成果：
1.建立水下爆炸近场非等熵流计算模型，并获取近场流场特性参数；
2.探究冲击波和气泡云的演化轨迹和特性参数；
3.分析水下爆炸近场的非等熵流场对水下工程和防护设计的影响；
4.提出科学合理的水下爆炸危害评估标准和准则。