0 引言

在现代海战中，水下爆炸是一种用以击沉敌舰的至关重要的战术手段。各个海洋强国都极为重视对船舶在水下爆炸的损伤机制进行研究，但政府主导的一些实船研究通常并未公开发表。对于个人研究者来说，要进行实船水下爆炸研究存在着巨大的困难，因此一种普遍的做法是采用简化船体梁结构进行研究。在正式进行水下爆炸实验之前，通过模态分析的方法来考察所设计的简化船体梁结构的合理性具有重要意义。

本文参考了Zhou等人发表的论文[1]，利用Abaqus、iSolver软件对其中的简化船体梁结构进行了模态计算，主要对水下爆炸中备受关注的一阶垂向模态结果（干、湿）进行了对比，以评估自主有限元软件iSolver在计算精度、可靠性和便利性等方面的表现。

1 模型介绍

根据论文提供的信息，建立如下所示的简化船体梁结构模型：长2.8米，宽0.3米，高0.08米，板厚0.003米。结构材料采用Q235。

2 干模态的计算与对比

干模态的计算中，在Abaqus和iSolver使用相同的设置。Q235的密度取7850 kg/m^3,杨氏模量取2.1e11 Pa，泊松比取0.3。结构有3700个S4R单元。具体如下图所示。

结果对比如下所示：

3 湿模态的计算与对比

湿模态的计算中，在Abaqus使用声学单元建立水域，在iSolver直接使用软件内置的施加虚拟流体质量设置（用户手册第4.14节）。结果对比如下所示：

4 结论

综合上述对比，iSolver软件计算结果分别在干、湿模态方面均与文献结果、Abaqus计算结果展现出高度的吻合性，具有精度高、可靠性好的优点。且内置了施加虚拟流体质量的功能，对于船舶湿模态的计算更具有便利性，在不需要对水域进行建模的情况下，取得了比Abaqus更贴近实验的结果，十分适合用于船舶行业的模态分析。

iSolver为免费软件，无license限制，最新版免费下载地址如下：https://www.jishulink.com/content/post/337351

5 参考文献

[1] Zhou H, Kong X, Wang Y, et al. Dynamic response of hull girder subjected to combined underwater explosion and wave induced load[J]. Ocean Engineering, 2021, 235: 109436.