充气式海上围栏系统中气囊单元对冲击小艇拦截仿真分析

作     者：鲍嘉伟 李楷 卢正起 苑志江 蒋晓刚 BAO Jiawei;LI Kai;LU Zhengqi;YUAN Zhijiang;JIANG Xiaogang

作者机构：大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 海军大连舰艇学院航海系辽宁大连116018 

出 版 物：《大连理工大学学报》 (Journal of Dalian University of Technology)

年 卷 期：2022年第62卷第6期

页      面：609-617页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51509033) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT19JC51)。 

主　　题：充气式海上围栏系统 气囊 港口安全防护系统 ALE 

摘      要：充气式海上围栏系统是一种易于部署和安装的低成本港口安全防护系统.为了分析充气式海上围栏系统对冲击小艇的拦截效果,促进高效率设计,建立了充气式海上围栏系统中气囊单元和小艇的有限元模型,并基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法对小艇撞击充气式海上围栏系统过程进行数值模拟.设置小艇以10、20、30m/s的初速度垂直撞击气囊中部这3种典型拦截场景,通过数值模拟,从碰撞前后的小艇速度、加速度、单元失效比、能量转化等碰撞特性分析充气式海上围栏系统对小艇的拦截效果.仿真结果表明,在3种场景下充气式海上围栏系统都具有良好的拦截效果,小艇前进方向速度分别降至2.02、4.20、4.45m/s,小艇最大加速度分别达到70.56、121.43、189.29m/s^(2),小艇单元失效比分别为0%、12.1%、20.6%.所提方法可为港口安全防护系统的设计提供一定参考.