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龙图腾网恭喜中国海洋大学申请的专利一种水下爆炸冲击波在非均匀声学流场中传播的计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119378446B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411918014.1，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种水下爆炸冲击波在非均匀声学流场中传播的计算方法是由武文斌;雷云涛设计研发完成，并于2024-12-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水下爆炸冲击波在非均匀声学流场中传播的计算方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种水下爆炸冲击波在非均匀声学流场中传播的计算方法，基于局部间断伽辽金方法和连续性条件建立的非均质流体中水下爆炸载荷的轴对称计算模型，模拟水下爆炸冲击波在非均质流体中的传播，通过构建专门针对非均质流体的计算模型，并结合连续性条件，实现了对含有声速不连续界面和声速梯度的非均质流场中水下爆炸冲击波传播过程的有效模拟。本发明能够准确分析声速跃层界面对水下爆炸冲击波传播路径、载荷峰值的影响，为潜艇在声速跃层附近的行动提供更可靠的水下爆炸载荷数据。本发明可有效研究流场声速梯度对水下爆炸载荷和空化特性的影响，依据更精准的水下爆炸载荷输入数据来优化防护船舶与海工结构的设计建造方案。

本发明授权一种水下爆炸冲击波在非均匀声学流场中传播的计算方法在权利要求书中公布了：1.一种水下爆炸冲击波在非均匀声学流场中传播的计算方法，其特征在于，包括以下过程：步骤1，建立流场范围及大小，并将流场离散为矩形网格；基于对应的矩形网格节点与单元信息数据，将矩形单元分裂并对新节点和单元编号处理，得到包含编号信息的三角形单元流场数据；步骤2，基于三角形单元流场数据，对入射波加载面、爆点和源点位置进行设置，然后采用Geers-Hunter模型及远场水下爆炸压力计算公式分别计算爆点处时间-荷载数据以及离散的三角形单元流场入射波加载面上的动压数据；步骤3，使用LDG方法对水下爆炸冲击波在离散三角形单元流场传播二阶波动方程进行推导，得到用于计算水下爆炸冲击波在离散三角形单元流场中传播的控制方程；水下爆炸冲击波在流体中的传播满足二阶波动方程，二阶波动方程计算公式为： 1式中p是流体的动压力，Δ表示拉普拉斯算子，表示流体的动压力对时间的二阶导，c是流体在流场Ω里面的声速；辅助变量被引入到柱坐标系下的轴对称模型中，二阶波动方程在柱坐标系下的轴对称模型表示为： 2 3 表示求导运算符号，q1表示流体动压对空间r方向求偏导再乘以声速c；q2表示流体动压对空间z方向求偏导再乘以声速c；等式两边分别乘以检验函数ψ、ϕ和φ，通过分部积分运算法则和高斯公式得到水下爆炸冲击波在离散三角形单元流场传播的控制方程，控制方程表示为： 4 5 6式中表示流体动压在离散三角形单元K中的近似解，和分别表示辅助变量在离散三角形单元K中的近似解，∂K表示离散三角形单元的边界，是单元边界的单位外法向量，和分别表示检验函数对r和z求偏导，表示检验函数对r求偏导，表示检验函数对z求偏导，和分别表示流场声速对r和z方向的偏导，，和是单元边界的数值通量；步骤4，基于得到的控制方程，通过坐标转化将控制方程中各个积分项的计算转化成高斯积分公式计算，并计算各个高斯积分点处的声速值；其中坐标转换以及计算高斯积分点声速值具体为：将柱坐标系中的三角形单元投影到等参元坐标系中，柱坐标系中三角形单元的三个节点投影到等参元坐标系中分别对应-1,-1，1,-1和-1,1；三角形单元K内任意一点的位置可以用下面的坐标变换表达式表示： 7式中ξ,η表示投影点在等参元坐标系中的位置坐标，，和是第k个单元三个节点在柱坐标系下的位置坐标；将柱坐标系中的线单元投影到等参元坐标系中，柱坐标系中一条线的两个节点投影到等参元坐标系中分别对应-1和1，柱坐标系中线上任意一点的坐标转换到等参元坐标系中的坐标变换表达式为： 8式中和分别是柱坐标系下第i条边的两个节点；计算高斯积分点处的声速值的表达式为： 9式中是第k个单元形心处的声速值，表示第k个单元的形心坐标，表示高斯积分点的坐标；步骤5，计算离散三角形单元流场声速连续、间断和流场边界处单元边界的数值通量；当流场声速间断具体计算为：当声速cr,z间断时，则三角形单元边界处的声速值是间断的；单元边界的数值通量需要满足连续性条件和；和分别表示单元K的边e处的声速值和与单元K的边e相邻单元在边e处的声速值；声速间断处的数值通量计算如下： 10 11式中ci表示声速不连续界面任意一侧单元的声速值； 和的计算如下： 12 13式中和分别表示动压和辅助变量在单元边界处的数值通量的近似解，表示单元边界两侧流体动压近似解的平均值，表示单元边界两侧的辅助变量近似解的平均值，表示单元边界两侧的流体动压的近似解在法向上的跳跃计算，表示单元边界两侧的辅助变量的近似解在法向上的跳跃计算；步骤6，计算控制方程中辅助变量1和辅助变量2的近似解，辅助变量1是流体动压对空间r方向求导再乘以声速c，辅助变量2是流体动压对空间z方向求导再乘以声速c；步骤7，计算流场动压对时间的二阶导；步骤8，计算离散三角形单元流场的动压结果，计算时引入压力截断模型处理空化效应，并在计算得到的动压结果中添加人工体积粘度；步骤9，基于步骤3至步骤8的计算结果，获得初始时刻离散三角形单元流场所有单元的物理量，采用四阶龙格库塔法计算下一时刻离散三角形单元流场所有单元物理量，实现对水下爆炸冲击波在非均质流场的传播特性的模拟。

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