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捍卫海洋国土主权，增强海军军事实力，水下爆炸气泡动力学的研究有着举足轻重的军事战略价值。从实际海洋战争中所汲取的经验来看，舰船容易遭受水中武器的攻击而沉没。在能量巨大的冲击波载荷、气泡脉动载荷以及气泡坍缩过程形成的射流载荷等联合作用下，舰船或潜艇水下结构极易产生大变形甚至破口。但目前国内外有关舰船近场水下爆炸的研究中，对气泡与舰船不完整边界相互耦合特性的研究尚无系统性可言，许多重要的现象和本质仍存留空白区域。因此，开展气泡与不完整边界耦合效应的研究能为复杂的水下爆炸气泡动力学发展提供更好的支撑。
本文首先从理论、实验和数值三个方面，对气泡与舰船结构的耦合机理进行阐述，剖析了对舰船破损结构附近气泡运动进行深入研究的必要性。同时提出了气泡与边界耦合实验的优化方法，设计并制造了可调节式电火花气泡发生装置，通过这种新型的气泡生成系统，利用气泡能量作用于结构边界并暴露破口的方式，从而精准地揭示气泡脉动过程中可能对舱室内部结构、设备造成的损伤以及气泡坍缩时期射流和气-液交界面的演化情况。
通过开展水平破损边界下方气泡脉动的实验，基于控制变量法，利用高速摄影技术，讨论多种破口尺度条件下气泡与破口间距对气泡迁移、射流影响，发现破口会明显削弱壁面对气泡作用力的规律；探讨了特征参数对气-液交界面的影响规律，发现自由液面被抬起的部分由三个部分组成，并给出了三种气-液交界面的演化形式。
其次，本文研究了竖直破损边界侧方气泡的脉动特性，发现在给出合适的距离参数和破口尺寸后，得到了中部凹陷并产生对射流的特殊气泡运动特征，这对非完整边界条件下气泡脉动的分析极为关键。
最后，为补充气泡动力学研究过程中遗留的空白，本文通过营造不同初始边界条件，总结出边界条件对气泡运动特性的影响，分析破口形状、气泡偏心位置、超近距离起爆等不同边界条件下气泡多周期内形态演化、射流、典型边界顶点迁移与特征参数的密切关系，从而为水下武器的设计和使用提供参考。
本文首先从理论、实验和数值三个方面，对气泡与舰船结构的耦合机理进行阐述，剖析了对舰船破损结构附近气泡运动进行深入研究的必要性。同时提出了气泡与边界耦合实验的优化方法，设计并制造了可调节式电火花气泡发生装置，通过这种新型的气泡生成系统，利用气泡能量作用于结构边界并暴露破口的方式，从而精准地揭示气泡脉动过程中可能对舱室内部结构、设备造成的损伤以及气泡坍缩时期射流和气-液交界面的演化情况。
通过开展水平破损边界下方气泡脉动的实验，基于控制变量法，利用高速摄影技术，讨论多种破口尺度条件下气泡与破口间距对气泡迁移、射流影响，发现破口会明显削弱壁面对气泡作用力的规律；探讨了特征参数对气-液交界面的影响规律，发现自由液面被抬起的部分由三个部分组成，并给出了三种气-液交界面的演化形式。
其次，本文研究了竖直破损边界侧方气泡的脉动特性，发现在给出合适的距离参数和破口尺寸后，得到了中部凹陷并产生对射流的特殊气泡运动特征，这对非完整边界条件下气泡脉动的分析极为关键。
最后，为补充气泡动力学研究过程中遗留的空白，本文通过营造不同初始边界条件，总结出边界条件对气泡运动特性的影响，分析破口形状、气泡偏心位置、超近距离起爆等不同边界条件下气泡多周期内形态演化、射流、典型边界顶点迁移与特征参数的密切关系，从而为水下武器的设计和使用提供参考。