Математическое моделирование и помехоустойчивая оценка параметров импульса ударной волны на основе результатов эксперимента при подводных взрывах

Обложка

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, 244

Сергей 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, 244

Дмитрий 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, 244

Максим 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, 244

Алексей 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, 244

Список литературы

  1. 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. 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. 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. 4. Cole R. H. Underwater explosions. Princeton: Princeton Univ. Press, 1948. 437 pp.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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).
  8. 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.
  9. Кедринский В. К. Гидродинамика взрыва: эксперимент и модели. Новосибирск: СО РАН, 2000. 435 с.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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).
  14. 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.
  15. 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.
  16. Озерецковский О. И. Действие взрыва на подводные объекты / ред. Е. С. Шахиджанова. М.: ЦНИИХМ, 2007. 262 с.
  17. 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.
  18. Пановко Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Машиностроение, 1976. 320 с.
  19. Грановский В. А., Сирая Т. Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 288 с.
  20. 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.
  21. Демиденко Е. З. Линейная и нелинейная регрессии. М.: Финансы и статистика, 1981. 302 с.
  22. 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.
  23. 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.
  24. Себер Дж. Линейный регрессионный анализ. М.: Мир, 1980. 456 с.
  25. Вучков И., Бояджиева Л., Солаков О. Прикладной линейный регрессионный анализ. М.: Финансы и статистика, 1987. 238 с.
  26. Зотеев В. Е. Параметрическая идентификация диссипативных механических систем на основе разностных уравнений. М.: Машиностроение, 2009. 344 с.
  27. 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.
  28. 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.
  29. Воеводин В. В., Кузнецов Ю. А. Матрицы и вычисления. М.: Наука, 1984. 320 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».