近场水下爆炸可以产生强间断冲击波,对舰艇结构造成严重的局部毁伤,相对于普通装药,含铝炸药能够延长水下爆炸作用时间和扩大作用范围,因此研究含铝炸药近场水下爆炸冲击波载荷特性以及其对结构的毁伤具有重要的意义。随着计算机技术的飞速发展,将数值仿真结合实验技术来研究近场水下爆炸问题已经成为一种趋势。本文采用Eluer方法,建立近场水下爆炸模型,对比研究TNT装药和含铝装药水下爆炸冲击波载荷特性及其对结构的破坏特性,并结合实验验证所建立模型及数值方法的有效性,旨在为含铝装药近场水下爆炸冲击波载荷预报和结构响应提供参考。首先,梳理了近年有关含铝炸药水下爆炸的研究资料,论述了含铝炸药的爆轰模型、近场水下爆炸冲击波载荷以及结构响应方面的国内外研究现状及最新进展。随后,结合能量等效原理,得出用于计算含铝炸药近场冲击波峰值压力的经验公式,并将经验公式的计算结果与实验值进行对比,验证本文所得出的经验公式的有效性。针对含铝炸药近场水下爆炸问题,开展近场冲击波峰值压力试验研究,设计近场水域专用的传感器,并利用PVDF传感器实现近场冲击波峰值压力的捕捉与记录,得到10倍药包半径处的峰值压力,论证在近场工况下仍能测试出冲击波压力的可操作性,对比分析含铝装药与TNT装药在试验工况下的不同反应机理。利用动力学有限元程序AUTODYN对典型含铝炸药自由场水下爆炸过程进行数值模拟,首先,建立自由场水下爆炸模型,讨论状态方程和网格尺寸对数值模拟结果的影响,结果表明采用水的多项式状态方程并选用小网格尺寸能够提高数值模拟的精度;之后,研究含铝炸药自由场水下爆炸冲击波载荷特性,探究铝含量对冲击波载荷特性的影响规律,并将数值结果与实验结果进行对比,结果表明铝粉二次放热对于冲击波能具有支持作用。在此基础上,进一步建立含铝炸药近场水下爆炸模型,对比分析TNT与含铝炸药近场水下爆炸冲击波载荷特性及其对圆板的动态响应,得到不同炸药作用下圆板的破坏形式,为水下兵器装药的配方设计与舰船的抗爆性能研究提供参考。