بررسي تأثير حباب ناشي از انفجار زير آب بر سازه كشتي

Analysis of Underwater Explosion Bubble on Ship Structure

در اين تحقيق نوسانات حباب ناشي از انفجار زير آب و تأثير آن بر سازه كشتي مطالعه شده است. با شبيهسازي رياضي، به‌دست آوردن معادلات حاكم و حل آنها، زمينه لازم براي تعيين ميزان اين تأثير فراهم ميشود. مدل رياضيي كه در اينجا ارائه مي‌شود، فيزيك حاكم بر تأثير نوسانات حباب ناشي از انفجار زير آب بر بدنه كشتي را نشان ميدهد. حل اين مدل كه به‌كمك تركيبي از روش‌هاي عددي اولر، روش صريح پنج گامي آدامز- بشفورث و روش ضمني چهار گامي آدامز- مولتون انجام مي‌شود، بيان كننده پاسخ سازه كشتي به نوسانات حباب است. به‌منظور تأييد روش حل، نمودار كرنش- زمان به‌دست آمده از تحليل، بامقادير تجربي موجود مقايسه شده است. همچنين نتايج اين تحليل با تحليل به روش اجزاي محدود -كه به‌وسيله نرم افزار انسيس1 انجام مي‌شود و در آن سازه شناور كشتي به صورت تير دو سر آزاد با جرم و سختي غيريكنواخت و به‌كمك المانهاي تير، تجهيزات داخلي با المانهاي جرم و شناوري با المانهاي فنر مدل‌سازي شده- مقايسه مي‌شود. در ادامه تأثير پارامترهاي عمق محل انفجار و جرم ماده منفجره روي ميزان تنش ايجاد شده در كشتي بررسي مي‌شود كه نشان مي‌‌دهد با افزايش عمق، ميزان تنش كاهش مي‌‌يابد و با افزايش جرم، ميزان تنش افزايش مي‌يابد.

In this research behavior of bubble due to under water explosion and it’s effects on ship structure have been studied. For determination of these effects field equations must be derived and solved them by mathematical simulation. Mathematical model is com in follow, it show physical rules on impression of bubble oscillation on body ship. This model is solved by combination of Euler method, 5 step Adams-Beshforse method and 4 step Adams-Moltone method for explaining the response of ship structure due to oscillation bubble. In order to agreement of solution way, stress-strain curves that obtained in this paper, is compared with experimental results. Also this results compared with FEMA results. Ship structure is modeled in ANSYS software in free beam form with variable mass and stiffness elements. Internal ship’s equipments and buoyancy are modeled by local mass and spring. The effect of explosion depth and explosive mass on stress in ship structure is studied. These result show when explosion depth is increased, stress is decreased and when explosive mass is increased, stress is increased.