Отправить статью по E-mail Математическое моделирование и помехоустойчивая оценка параметров импульса ударной волны на основе результатов эксперимента при подводных взрывах
- Авторы: Зотеев В.Е.1, Ганигин С.Ю.1, Деморецкий Д.А.1, Ненашев М.В.1, Губинский А.В.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный технический университет
- Выпуск: Том 25, № 1 (2021)
- Страницы: 127-162
- Раздел: Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
- Статья получена: 26.02.2021
- Статья одобрена: 09.04.2021
- Статья опубликована: 31.03.2021
- URL: https://journals.eco-vector.com/1991-8615/article/view/61886
- DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1849
- ID: 61886
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Рассматривается построение на основе натурных экспериментов и численно-аналитических исследований математической модели импульса подводной ударной волны, наблюдаемого на выходе датчика давления. Представлены разработка и сравнительный анализ различных численных методов нелинейного оценивания параметров этой модели. Предлагается численный метод оценки энергии импульса ударной волны на основе результатов эксперимента в форме осциллограммы избыточного давления, полученной при натурных испытаниях как на бесконечном промежутке времени, так и при заданной длительности импульса. Приведены результаты апробации разработанных численных методов математического моделирования импульса подводной ударной волны при обработке результатов эксперимента при взрыве эталонного заряда взрывчатого вещества. Достоверность и эффективность представленных в работе алгоритмов вычислений и методов нелинейного оценивания подтверждаются результатами численно-аналитических исследований и построенными на основе экспериментальных данных математическими моделями импульсов избыточного давления ударной волны.
Об авторах
Владимир Евгеньевич Зотеев
Самарский государственный технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: zoteev-ve@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7114-4894
SPIN-код: 8547-1223
Scopus Author ID: 16456013300
ResearcherId: D-8245-2014
http://www.mathnet.ru/rus/person38585
доктор технических наук, доцент; профессор; каф. прикладной математики и информатики
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244Сергей Юрьевич Ганигин
Самарский государственный технический университет
Email: ganigin.s.yu@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5778-6516
SPIN-код: 5725-6961
Scopus Author ID: 56674530800
http://www.mathnet.ru/rus/person38985
доктор технических наук; декан инженерно-технологического факультета, профессор; каф. технологии твердых химических веществ
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244Дмитрий Анатольевич Деморецкий
Самарский государственный технический университет
Email: dda74@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-4523-1465
SPIN-код: 2195-1432
Scopus Author ID: 57190848519
http://www.mathnet.ru/rus/person38903
доктор технических наук, профессор; заведующий кафедрой; каф. технологии твердых химических веществ
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244Максим Владимирович Ненашев
Самарский государственный технический университет
Email: nenashev.mv@samgtu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3918-5340
Scopus Author ID: 56462953900
http://www.mathnet.ru/rus/person38904
доктор физико-математически наук, профессор; первый проректор – проректор по научной работе; каф. технологии твердых химических веществ
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244Алексей Владимирович Губинский
Самарский государственный технический университет
Email: gubinskiy.av@samgtu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9732-2596
SPIN-код: 2052-5236
Scopus Author ID: 57223173606
http://www.mathnet.ru/rus/person169899
аспирант; каф. технологии твердых химических веществ
Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244Список литературы
- 1. A-man Z., Wen-shan Y., Xiong-liang Y. Numerical simulation of underwater contact explosion // Applied Ocean Research, 2012. vol. 34. pp. 10–20. https://doi.org/10.1016/j.apor.2011.07.009.
- 2. Zong Z., Zhao Y., Li H. A numerical study of whole ship structural damage resulting from close-in underwater explosion shock // Marine Structures, 2013. vol. 31. pp. 24–43. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2013.01.004.
- 3. Zhang N., Zong Z. Hydro-elastic-plastic dynamic response of a ship hull girder subjected to an underwater bubble // Marine Structures, 2012. vol. 29, no. 1. pp. 177–197. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2012.05.008.
- 4. Cole R. H. Underwater explosions. Princeton: Princeton Univ. Press, 1948. 437 pp.
- 5. Song F., Guo-ning, Jin-hua P. Experimental Study and Numerical Simulation of CL-20-Based Aluminized Explosive in Underwater Explosion Hanneng Cailiao // Chinese J. Energetic Materials, 2018. vol. 26, no. 8. pp. 686–695. https://doi.org/10.11943/CJEM2017376.
- Kowsarinia E., Alizadeh Y., Salavati pour H. S. Experimental evaluation of blast wave parameters in underwater explosion of hexogen charges // Int. J. Eng., 2012. vol. 25, no. 1(B). pp. 63–70. https://doi.org/10.5829/idosi.ije.2012.25.01b.08.
- Lawrence G. W. Shock wave pressure in free water as a function of explosive composition / 12th International Detonation Symposium (San Diego, California, August 11–16, 2002), 2002. Retrieved from http://www.intdetsymp.org/detsymp2002/PaperSubmit/FinalManuscript/pdf/Lawrence-221.pdf (March 29, 2021).
- Moon S.-J., Kwon J.-I, Park J.-W., Chung J.-H. Assessment on shock pressure acquisition from underwater explosion using uncertainty of measurement // Int. J. Nav. Archit. Ocean Eng., 2017. vol. 9, no. 6. pp. 589–597. https://doi.org/10.1016/j.ijnaoe.2017.04.002.
- Кедринский В. К. Гидродинамика взрыва: эксперимент и модели. Новосибирск: СО РАН, 2000. 435 с.
- Фань Чж.-Ц., Ма Х.-Х., Шень Чж.-У, Линь М.-Цз. Измерение давления при подводном взрыве алюминизированных взрывчатых веществ ПВДФ-датчиком // Физика горения и взрыва, 2015. Т. 51, № 3. С. 106–111. https://doi.org/10.15372/FGV20150301.
- Wedberg R. Using underwater explosion and cylinder expansion tests to calibrate afterburn models for aluminized explosives // AIP Conf. Proc., 2018. vol. 1979, 150040. https://doi.org/10.1063/1.5044996.
- Huang C., Liu M., Wang B., Zhang Y. Underwater explosion of slender explosives: Directional effects of shock waves and structure responses // Int. J. Impact Eng., 2019. vol. 130. pp. 266–280. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2019.04.018.
- De Candia S. M., Ojeda R., Reid W., Ratcliffe M., Binns J. The whipping response of a submerged free-free cylinder due to underwater explosions / Proc. of the Pacific 2017 International Maritime Conference, Australia, Sydney, October 3–5, 2017, 2017. Retrieved from https://eprints.utas.edu.au/31578/ (March 29, 2021).
- Park I.-K., Kim J.-C., An C.-W., Cho D.-S. Measurement of naval ship responses to underwater explosion shock loadings // Shock and Vibration, 2003. vol. 10. pp. 365–377, 803475. https://doi.org/10.1155/2003/803475.
- Murata K., Takahashi K., Kato Y. Precise measurements of underwater explosion phenomena by pressure sensor using fluoropolymer // J. Mater. Process. Technol., 1999. vol. 85, no. 1–3. pp. 39–42. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(98)00251-9.
- Озерецковский О. И. Действие взрыва на подводные объекты / ред. Е. С. Шахиджанова. М.: ЦНИИХМ, 2007. 262 с.
- Geetha M., Nair U. R., Sarwade D. B., Gore G. M., Asthana S. N., Singh H. Studies on CL-20: The most powerful high energy material // J. Therm. Anal. Calor., 2003. vol. 73, no. 3. pp. 913–922. https://doi.org/10.1023/A:1025859203860.
- Пановко Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Машиностроение, 1976. 320 с.
- Грановский В. А., Сирая Т. Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 288 с.
- Draper N. R., Smith H. Applied Regression Analysis / Wiley Series in Probability and Statistics. New York: John Wiley & Sons, 1998. xix+716 pp. https://doi.org/10.1002/9781118625590.
- Демиденко Е. З. Линейная и нелинейная регрессии. М.: Финансы и статистика, 1981. 302 с.
- Marquardt D. W. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters // J. Soc. Indust. Appl. Math., 1963. vol. 11, no. 2. pp. 431–441. https://doi.org/10.1137/0111030.
- Hartley H. O., Booker A. Nonlinear least squares estimation // Ann. Math. Statist., 1965. vol. 36, no. 2. pp. 638–650. https://doi.org/10.1214/aoms/1177700171.
- Себер Дж. Линейный регрессионный анализ. М.: Мир, 1980. 456 с.
- Вучков И., Бояджиева Л., Солаков О. Прикладной линейный регрессионный анализ. М.: Финансы и статистика, 1987. 238 с.
- Зотеев В. Е. Параметрическая идентификация диссипативных механических систем на основе разностных уравнений. М.: Машиностроение, 2009. 344 с.
- Зотеев В. Е., Стукалова Е. Д., Башкинова Е. В. Численный метод оценки параметров нелинейного дифференциального оператора второго порядка // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2017. Т. 21, № 3. С. 556–580. https://doi.org/10.14498/vsgtu1560.
- Зотеев В. Е. Численный метод нелинейного оценивания на основе разностных уравнений // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2018. Т. 22, № 4. С. 669–701. https://doi.org/10.14498/vsgtu1643.
- Воеводин В. В., Кузнецов Ю. А. Матрицы и вычисления. М.: Наука, 1984. 320 с.
Дополнительные файлы
