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J-GLOBAL ID：201902217619138393   整理番号：19A0488476

種々の初期形状の高圧気泡により開始された水中爆発のシミュレーション【JST・京大機械翻訳】

Simulation of Underwater Explosions Initiated by High-Pressure Gas Bubbles of Various Initial Shapes

著者 (4件)： Cao Le (Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China) ,  Fei Wenli (Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China) ,  Grosshans Holger (Institute of Mechanics, Materials and Civil Engineering, Universite catholique de Louvain, 1348 Louvain-la-Neuve, Belgium) ,  Cao Nianwen (Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation of China Meteorological Administration, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China)
資料名： Applied Sciences (Web)  (Applied Sciences (Web))
巻： 7  号： 9  ページ： 880  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7135A  ISSN： 2076-3417  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水中爆発(UNDEXs)は石油生産と軍艦保護を含む多くの応用工学分野で広く使われている。しかし,特に複雑な初期形状を有する爆薬に対するUNDEXsの三次元計算はまだ不足しており,それは主に高圧比の多媒体界面を捕捉することの困難さに起因している。本研究では,水で囲まれた高圧気泡の異なる初期形状を持つUNDEXsの一連の三次元数値シミュレーションを行い,気泡の形状変化に起因する爆発の動力学を調べた。界面の運動をレベルセット法で追跡し,気体-水界面での条件をRealゴースト流体法(RGFM)を用いて処理した。結果として,爆発中の圧力場の時間発展と各シミュレーションシナリオにおける計算領域の境界に働く圧力を得た。初期衝撃波は爆発により発生し,水中で透過し,圧力と密度の増加をもたらすことが分かった。一方,気泡内部では,希薄波が形成され,爆発ガスの圧力降下を引き起こす。結果はまた,爆発ガスで満たされた気泡の初期形状が単純(例えば,球状,円筒状,立方体状)であるならば,衝撃波のピーク圧力は各方向に沿った初期気泡の断面積によって支配されることを示した。さらに,衝撃波の高圧相の持続時間は気泡の厚さによって決まる。さらに,最初の弾丸状形状を持つ気泡のシミュレーションは,この特定の形状が明確な方向にエネルギーの濃度を可能にすることを明らかにした。このより複雑な形状の気泡によって発生する圧力のピークは,他のシナリオのものより約2倍である。しかし,高圧は他の場合より急速に低下することが分かり,これは初期気泡の比較的小さい厚さに起因している可能性がある。Copyright 2019 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 計算機シミュレーション ,  円筒 ,  *気泡 ,  *形態 ,  衝撃波 ,  界面 ,  時間発展 ,  マルチメディア ,  継続時間 ,  膨張波 ,  *シミュレーション ,  三次元 ,  高速度 ,  圧力損失 ,  *高圧
準シソーラス用語： 数値シミュレーション , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 水中爆発 ,  気体-水界面 ,  RGFM ,  レベルセット法

分類 (1件)： 膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U)

引用文献 (46件)：

• Plesset, M.S.; Prosperetti, A. Bubble dynamics and cavitation. Annu. Rev. Fluid Mech. 1977, 9, 145-185.
• Brennen, C.E. Cavitation and Bubble Dynamics; Oxford University Press: New York, NY, USA, 1995.
• Klaseboer, E.; Hung, K.C.; Wang, C.; Wang, C.W.; Khoo, B.C.; Boyce, P.; Debono, S.; Charlier, H. Experimental and numerical investigation of the dynamics of an underwater explosion bubble near a resilient/rigid structure. J. Fluid Mech. 2005, 537, 387-413.
• Cole, R.H. Underwater Explosions; Princeton University Press: Princeton, NJ, USA, 1948.
• Kirkwood, J.G.; Bethe, H.A. Progress Report on “The Pressure Wave Produced by an Underwater Explosion” I; Technical Report No. 588; Office of Scientific Research and Development: Washington, DC, USA, 1942.

タイトルに関連する用語 (4件)： 高圧 ,  気泡 ,  水中爆発 ,  シミュレーション