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SPH方法研究空气在平板入水中的影响

计算力学学报 2017年第5期34卷 564-569页

作者：闫蕊徐绯任选其西北工业大学航空学院西安710072

飞机水上迫降以及船体在高速行驶时,均会发生结构物砰击水面的现象,当结构物底面较为平坦,砰击水面时会捕获空气,在板底形成空气垫。研究空气垫的形成及影响,有助于对结构物进行更准确的载荷分析。该问题的研究涉及到气固液三相的相互作... 详细信息

飞机水上迫降以及船体在高速行驶时,均会发生结构物砰击水面的现象,当结构物底面较为平坦,砰击水面时会捕获空气,在板底形成空气垫。研究空气垫的形成及影响,有助于对结构物进行更准确的载荷分析。该问题的研究涉及到气固液三相的相互作用,在数值模拟中仍是一个挑战,本文使用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对该问题进行模拟。首先,与实验结果进行对比;其次,系统地研究了平板形成空气垫以及砰击水面的过程,考查了空气、水和平板的动能变化。对比了在SPH模拟中考虑空气与不考虑空气得到的水压力场和平板所受压力,说明了空气对结果的影响;最后,研究了平板宽度对空气垫形成的影响,从而进一步影响加速度。

关键词：光滑粒子流体动力学砰击平板空气垫水

粗糙圆柱水平入水的界面流动分离特性试验研究

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中国科学：技术科学 2019年第9期49卷 1064-1072页

作者：任选其徐绯张显鹏杨扬西北工业大学航空学院

针对具有微米级颗粒的粗糙圆柱水平入水开展试验研究,通过以高速摄影为工具的流动显示技术研究了粗糙圆柱以不同初速度入水后,水与圆柱表面的界面流动发生的几何形态、运动的变化,对流动分离位置进行了较准确的测量.研究表明,粗糙表面... 详细信息

针对具有微米级颗粒的粗糙圆柱水平入水开展试验研究,通过以高速摄影为工具的流动显示技术研究了粗糙圆柱以不同初速度入水后,水与圆柱表面的界面流动发生的几何形态、运动的变化,对流动分离位置进行了较准确的测量.研究表明,粗糙表面会导致圆柱入水时气-固-液三相接触线出现锯齿形失稳,接触线速度明显降低,液面更容易与圆柱表面分离.其次,对液面分离的影响因素开展研究,发现随着表面颗粒尺寸减小和单位面积的颗粒数目增加,分离角呈现先增大后减小再增加的变化规律;随着入水速度的增加,分离角度减小,界面流动更容易发生分离.最后,通过对不同粗糙表面静态及动态接触角的测量,对粗糙表面动态接触角滞后特性与入水界面流动分离的相关性问题开展了研究.

关键词：入水表面粗糙流动分离接触角滞后

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飞机轮胎溅水鸡尾流特性数值模拟

航空学报 2019年第11期40卷 45-54页

作者：管祥善徐绯任选其张显鹏西北工业大学航空学院计算力学研究所

当飞机起落架的多轮经过涉水跑道时,除侧向溅水之外,在轮胎之间由于两股侧向水流汇聚,会形成类似公鸡尾的溅水形态,称之为鸡尾流。相比于轮胎的侧向溅水,鸡尾流成因复杂,且水量更大,溅水高度更高,可能对飞机安全造成更严重的危害。采用... 详细信息

当飞机起落架的多轮经过涉水跑道时,除侧向溅水之外,在轮胎之间由于两股侧向水流汇聚,会形成类似公鸡尾的溅水形态,称之为鸡尾流。相比于轮胎的侧向溅水,鸡尾流成因复杂,且水量更大,溅水高度更高,可能对飞机安全造成更严重的危害。采用数值分析方法对飞机轮胎溅水产生的鸡尾流现象成型机理开展研究。根据轮胎几何结构特点建立飞机轮胎溅水模型,其中轮胎及跑道采用FEM方法建模,积水模型采用SPH法,给出了鸡尾流的形态和速度分布,通过与侧向溅水形态分布的分析与比较,揭示了鸡尾流溅水的形成机制,并研究了水深、轮胎间距、轮胎速度等因素对于鸡尾流形态以及速度分布的影响规律,初步验证了ESDU工程算法对于无翻边轮胎鸡尾流形态描述的可参考性。

关键词：多轮溅水鸡尾流 SPH法形态和速度分布无翻边轮胎

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积水跑道飞机翻边轮胎溅水机理研究

西北工业大学学报 2017年第4期35卷 615-621页

作者：徐绯任选其李亚南高向阳吕军西北工业大学航空学院陕西西安710072 中国商飞上海飞机设计研究院上海201210

轮胎滚动引起跑道积水飞溅进入发动机将导致发动机喘振甚至熄火,已有的飞机滑跑试验和经验证明采用具有翻边设计的轮胎可减小溅水与地面的夹角,减小发动机进水的可能性,但对翻边抑制溅水相关机理的研究仍十分匮乏。采用有限元软件LS-DYN... 详细信息

轮胎滚动引起跑道积水飞溅进入发动机将导致发动机喘振甚至熄火,已有的飞机滑跑试验和经验证明采用具有翻边设计的轮胎可减小溅水与地面的夹角,减小发动机进水的可能性,但对翻边抑制溅水相关机理的研究仍十分匮乏。采用有限元软件LS-DYNA中的SPH/FEM耦合方法对翻边轮胎溅水机理开展分析计算。首先改进了轮胎数值模型和加载方式并验证了模型的有效性,研究了翻边轮胎溅水随滑跑速度的变化规律。其次基于特征位置水粒子的速度变化,分析了翻边抑制溅水的作用机理,通过比较不同深度水深的溅水速度分布说明翻边的作用。最后基于翻边高度和角度对轮胎溅水影响的研究,对优化的翻边构型进行了探索。

关键词：飞机轮胎翻边溅水光滑粒子动力学溅水机理

基于SPH/FEM方法的浅水冲击喷溅及其抑制结构研究

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计算力学学报 2018年第6期35卷 769-776页

作者：任选其徐绯张显鹏杨扬西北工业大学航空学院西安710072

物体浅水冲击会造成结构响应和自由液面的剧烈喷溅,以往的研究多集中在物体受水的冲击响应方面,而对浅水层受物体冲击引起的剧烈喷溅问题及其喷溅抑制结构的相关研究很少。本文基于SPH/FEM耦合方法对浅水冲击的液体喷溅特性开展研究。首... 详细信息

物体浅水冲击会造成结构响应和自由液面的剧烈喷溅,以往的研究多集中在物体受水的冲击响应方面,而对浅水层受物体冲击引起的剧烈喷溅问题及其喷溅抑制结构的相关研究很少。本文基于SPH/FEM耦合方法对浅水冲击的液体喷溅特性开展研究。首先,计算了刚性长方体结构的冲击喷溅,与文献中准二维溅水试验结果进行了比较,将浅水喷溅分为初始喷溅、二次喷溅和底部射流三部分。分别研究了各部分喷溅的形成机理,指出二次喷溅由结构对水层的挤压和底部射流的能量传递共同引起,并分析了水深对二次喷溅的影响规律。其次,对喷溅抑制结构的机理做了数值研究,发现拱形翻边构型可以抑制初始喷溅,但不能有效降低二次喷溅。最后,提出了一种带凹槽和阻水边条的新型翻边构型,对二次喷溅具有更好的抑制效果。

关键词： SPH/FEM方法喷溅浅水抑制结构翻边

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吸喷结合式水翼水动力及空泡性能的数值分析

武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2014年第4期 816-820页

作者：何新王超张立新任选其哈尔滨工程大学船舶工程学院海军工程大学船舶与海洋工程系

以NACA0012为研究对象,采用2种湍流模型对翼型绕流进行模拟,通过与实验值对比,确定了合理的湍流模型.分别计算分析了船用水翼添加前缘抽吸作用、后缘喷水作用、吸喷结合作用后,升力系数、阻力系数和升阻比的变化情况,结果表明,船用水翼... 详细信息

以NACA0012为研究对象,采用2种湍流模型对翼型绕流进行模拟,通过与实验值对比,确定了合理的湍流模型.分别计算分析了船用水翼添加前缘抽吸作用、后缘喷水作用、吸喷结合作用后,升力系数、阻力系数和升阻比的变化情况,结果表明,船用水翼在微吸水、喷水或吸喷结合作用下均提升了翼型的升阻比,起到了增效的作用.开展了翼型在无吸喷、单吸口、单喷口及吸喷结合形式下的定常与非定常空泡流动的数值模拟,计算结果表明,前缘吸水可以抑制空泡的发展,尾部喷水却会使翼型空泡分布扩大化,吸喷结合形式较为适中;针对翼型的3种改进均使空泡周期增长,可抑制单位时间内空泡云的脱落,减少对水翼表面的剥蚀.

关键词：吸喷结合式水翼失速角升阻比空泡性能数值模拟

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积水跑道飞机轮胎溅水轨迹分析方法研究

积水跑道飞机轮胎溅水轨迹分析方法研究

中国力学大会-2017暨庆祝中国力学学会成立60周年大会

作者：张显鹏徐绯任选其杨扬西北工业大学航空学院计算力学与工程应用研究所

飞机在积水跑道上滑跑时,轮胎溅起的水可能进入发动机,导致发动机出现掉转、喘振甚至熄火等现象,因此民用飞机适航审定中将全机滑跑溅水试验作为考察飞机安全性的一个重要科目。为确保飞机的起降安全以及适航溅水试验的顺利通过,需对轮... 详细信息

飞机在积水跑道上滑跑时,轮胎溅起的水可能进入发动机,导致发动机出现掉转、喘振甚至熄火等现象,因此民用飞机适航审定中将全机滑跑溅水试验作为考察飞机安全性的一个重要科目。为确保飞机的起降安全以及适航溅水试验的顺利通过,需对轮胎溅水轨迹进行深入研究,从而可在飞机设计阶段及时优化整体布局,使发动机等关键部位避开溅水区域。轮胎溅水问题属于典型的气-液-固三相耦合问题,研究难度大。为简化问题,我们将轮胎溅水过程分成两个阶段:包含固-液两相的溅水形成阶段和包含气-液两相的溅水发展阶段。首先,使用LS-DYNA商业软件建立了基于SPH-FEM耦合方法的轮胎溅水数值模型,计算得到了溅水角度和速度初值;然后,分析了外界因素(空气阻力、重力等)对溅水轨迹的影响,推导了在空气阻力和重力作用下的射流轨迹计算公式;最后,结合数值方法和射流轨迹计算公式,建立了轮胎溅水轨迹仿真模型,并将仿真结果与飞机溅水试验结果进行了对比,验证了该方法的可靠性。

关键词：飞机轮胎溅水轨迹 SPH-FEM方法空气阻力适航审定

来源： cnki会议评论

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飞机轮胎翻边结构的溅水问题研究

飞机轮胎翻边结构的溅水问题研究

具有可调热传导效率的取向片层PEG基纳米复合材料用于高效大气集水（英文）

中国力学大会-2015

作者：李亚南徐绯高向阳任选其吕军丁伟西北工业大学航空学院计算力学与工程应用研究所

针对某一具体飞机轮胎在有限元软件ANSYS/LSDYNA中采用SPH方法建立了飞机轮胎的溅水分析模型,并对模型有效性进行了验证。进而分析了多种因素对轮胎溅水形态的影响。

关键词：

来源： cnki会议评论

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Science China Materials 2025年第01期 244-252页

作者：马艳艳李继丰丁涛封其春杜兆芳 Anhui Province Joint Key Laboratory of Cold Insulation Fiber and Clothing Anhui Provincial Engineering Center for Automotive Highly Functional Fiber Products School of Materials and Chemistry Anhui Agricultural University Institute of Intelligent Machines Hefei Institutes of Physical Science Chinese Academy of Sciences

失水速率是衡量材料大气集水（AWH）性能的重要因素.然而,大多数吸湿盐和凝胶具有固定的热传输速率,限制了高性能AWH材料的发展.本文提出了一种传热效率可调的各向异性材料,以聚乙二醇（PEG）、壳聚糖（CS）溶液和三聚氰胺泡沫（MF）为...

失水速率是衡量材料大气集水（AWH）性能的重要因素.然而,大多数吸湿盐和凝胶具有固定的热传输速率,限制了高性能AWH材料的发展.本文提出了一种传热效率可调的各向异性材料,以聚乙二醇（PEG）、壳聚糖（CS）溶液和三聚氰胺泡沫（MF）为原料,采用冷冻取向法合成PEG/CS/MF纳米复合材料（APCM）.氢键驱动PEG/CS层状结构稳定的分散在MF骨架中,并赋予APCM优异的机械性能. APCM的层状间隙使得其能够在室温下快速吸收大气中的水分子而不泄漏(61.79 kg m-3).此外,取向层状结构还赋予了APCM在压缩状态下高效传热和释放所吸收的水分子的能力.作为概念验证演示,每立方米APCM可在24小时内实现3次AWH循环,并生产超过185 kg的液态水.因此,这种创新的结构设计能够提高AWH的效率,并有望为干旱地区的水资源短缺问题提供可行路径.

关键词：