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具有内域的双层加筋圆柱壳动响应特性

力学学报 2014年第1期46卷 120-127页

作者：肖巍张阿漫汪玉哈尔滨工程大学船舶工程学院中国人民解放军92857部队

采用外域双渐近法模拟外部流体域,内域双渐近法模拟内部流体域,采用非线性有限元软件ABAQUS模拟结构,建立流固耦合数值模型并验证了其有效性.利用建立的数值模型研究内部流体对双层加筋圆柱壳动响应的影响.研究结果表明:一阶双渐近的解... 详细信息

采用外域双渐近法模拟外部流体域,内域双渐近法模拟内部流体域,采用非线性有限元软件ABAQUS模拟结构,建立流固耦合数值模型并验证了其有效性.利用建立的数值模型研究内部流体对双层加筋圆柱壳动响应的影响.研究结果表明:一阶双渐近的解在中后期振荡周期变短、幅值变小,而二阶双渐近的解与解析解吻合良好;内部流体的存在减弱了双层加筋圆柱壳外壳的塑性变形,对其内壳塑性变形的影响较小;内部流体的存在减弱了双层加筋圆柱壳的速度响应.

关键词：双渐近内域流固耦合水下爆炸动响应

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近壁面气泡的运动规律研究

物理学报 2008年第3期57卷 1662-1671页

作者：张阿漫姚熊亮哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于势流假设,建立气泡与壁面耦合数值模型,运用边界积分法求解,并开发三维计算程序,计算值与实验值符合很好.从气泡与壁面相互作用的基本现象入手,基于开发的程序系统地研究了刚性壁面附近气泡的动力学特性,其中包括水平壁面及倾斜壁面... 详细信息

基于势流假设,建立气泡与壁面耦合数值模型,运用边界积分法求解,并开发三维计算程序,计算值与实验值符合很好.从气泡与壁面相互作用的基本现象入手,基于开发的程序系统地研究了刚性壁面附近气泡的动力学特性,其中包括水平壁面及倾斜壁面,研究壁面的Bjerknes效应与各特征参数之间的关系,并将各种工况的计算结果与基于Kelvin-impulse理论的Blake准则进行对比分析讨论,得出偏射流方向及壁面压力与气泡的特征参数有密切的关系,同时给出了Blake准则的适用范围.旨在为相关的近壁面气泡动态特性研究提供参考.

关键词：气泡壁面边界积分 Bjerknes效应动力学特性

可压缩涡流场中空泡运动规律及声辐射特性研究

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物理学报 2013年第11期62卷 328-337页

作者：叶曦姚熊亮张阿漫庞福振哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于可压缩流体力学基本理论,通过边界积分方程,采用不同表面压力模型,求解空泡在计及可压缩性的涡流场中的运动规律;通过表面离散及坐标变换,采用Kirchhoff动边界积分方程,将空泡表面视为运动变形边界,作为直接噪声源,获得涡流场中空... 详细信息

基于可压缩流体力学基本理论,通过边界积分方程,采用不同表面压力模型,求解空泡在计及可压缩性的涡流场中的运动规律;通过表面离散及坐标变换,采用Kirchhoff动边界积分方程,将空泡表面视为运动变形边界,作为直接噪声源,获得涡流场中空泡运动产生的时域声压分布;分析了涡流场参数对空泡运动规律及声辐射特性的影响.研究结果表明:计及流场可压缩性,空泡的脉动幅度会随时间减弱,辐射声压幅值随之减小;空泡在涡流场中会发生延展、颈缩、撕裂,并在撕裂后子空泡中形成射流;当流场中的压力减小时,空泡运动过程中的最大半径与撕裂前的最大长度逐渐增加,且当流场中压力较小时,空泡撕裂时形成的子空泡增多;空泡辐射声压的指向性较弱,撕裂会使辐射声压产生突变,形成极大峰值;随着涡通量的增大或空泡数的减小,空泡脉动周期及其诱导的辐射声压波动周期随之延长,辐射声压峰值逐渐滞后并减小.本文结果旨在为涡流场中空泡运动规律及声辐射特性的相关研究提供参考.

关键词：可压缩涡流场空泡声辐射

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近自由面水下爆炸气泡的运动规律研究

物理学报 2008年第1期57卷 339-353页

作者：张阿漫姚熊亮哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于边界积分法建立水下爆炸气泡与自由面耦合数值模型;并开发相应的计算程序,计算值与实验值符合较好.从气泡与自由面相互作用的基本现象入手,运用开发的程序系统地研究了近自由面水下爆炸气泡的动态特性,包括近自由面气泡的环状回弹... 详细信息

基于边界积分法建立水下爆炸气泡与自由面耦合数值模型;并开发相应的计算程序,计算值与实验值符合较好.从气泡与自由面相互作用的基本现象入手,运用开发的程序系统地研究了近自由面水下爆炸气泡的动态特性,包括近自由面气泡的环状回弹及自由面的水冢现象;研究距离参数、浮力参数以及强度参数等特征参数与自由面Bjerknes效应之间的关系,总结相关规律,近自由面气泡的动态特性与这些特征参数有密切的关系.并在研究过程中,讨论了基于Kelvin-impulse理论的Blake准则的适用范围,并解释了Blake准则的失效的原因.旨在为相关的近自由面水下爆炸气泡动态特性研究提供参考.

关键词：气泡自由面环状水冢

非线性双渐进法应用于水中结构瞬态运动的研究

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振动与冲击 2010年第10期29卷 9-15,247页

作者：姚熊亮孙士丽陈玉张阿漫哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为了解决线性双渐近法只能用于解决准静态条件下的流固耦合问题的局限性,提出了解决流固耦合问题的非线性双渐进法。并将其应用于瞬态载荷作用下具有初始航速结构的流固耦合计算当中。研究了水平初速度系数下流场的动压力时历曲线,分析... 详细信息

为了解决线性双渐近法只能用于解决准静态条件下的流固耦合问题的局限性,提出了解决流固耦合问题的非线性双渐进法。并将其应用于瞬态载荷作用下具有初始航速结构的流固耦合计算当中。研究了水平初速度系数下流场的动压力时历曲线,分析非线性对结构运动前期、中期、后期周围流场动压力的影响,分析无量纲单位面积冲量随水平初速度系数的变化趋势。给出了非线性效应不能被忽略的初始速度条件,进而研究了非线性双渐近法的适用范围。

关键词：双渐近法流固耦合非线性初始航速单位面积冲量

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水下爆炸气泡与海底相互作用研究

振动与冲击 2008年第3期27卷 92-98,182页

作者：张阿漫姚熊亮哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

假设水下爆炸气泡阶段的流场为无粘、无旋、不可压缩的理想流体,基于势流理论,引入涡环模拟气泡的环状气泡阶段,运用边界元法模拟流场中气泡的运动,开发三维气泡动态特性模拟程序,将计算值与实验数据进行对比分析,结果表明,计算值与实... 详细信息

假设水下爆炸气泡阶段的流场为无粘、无旋、不可压缩的理想流体,基于势流理论,引入涡环模拟气泡的环状气泡阶段,运用边界元法模拟流场中气泡的运动,开发三维气泡动态特性模拟程序,将计算值与实验数据进行对比分析,结果表明,计算值与实验数据吻合较好。基于所开发的程序模拟了多种工况下气泡的动态特性,包括弱浮力、强Bjerknes力,强浮力、弱Bjerknes力以及浮力与Bjerknes力相等时水下爆炸气泡与海底的相互作用,并将各种工况的计算结果与Blake准则进行对比分析及讨论。在此基础上,进一步对比分析了不同工况下气泡的开尔文冲量(KelvinIm-pulse),射流速度以及壁压等重要特征量。旨在为近壁面气泡的动态特性研究提供参考。

关键词：水下爆炸气泡海底势流理论数值模拟

简单Green函数法模拟三维水下爆炸气泡运动

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力学学报 2006年第6期38卷 749-759页

作者：姚熊亮张阿漫哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

假定水下爆炸气泡脉动阶段的流场是无旋、不可压缩的,运用势流理论导出气泡边界面运动的控制方程,采用高阶曲面三角形单元离散三维气泡表面,用边界积分法求解气泡的运动．并将计算结果与Rayleigh-Plesset气泡模型和试验数据进行对比分析... 详细信息

假定水下爆炸气泡脉动阶段的流场是无旋、不可压缩的,运用势流理论导出气泡边界面运动的控制方程,采用高阶曲面三角形单元离散三维气泡表面,用边界积分法求解气泡的运动．并将计算结果与Rayleigh-Plesset气泡模型和试验数据进行对比分析,分析结果表明高阶曲面单元能够高精度的模拟水下爆炸气泡运动,且比线性单元有多方面的优越性。分别模拟了有、无重力场和刚壁时对气泡运动的影响,并预测了气泡在流场中膨胀、坍塌、迁移、射流形成等重要动力学行为,同时建立了水下爆炸气泡与圆柱筒相互作用的三维模型,模拟了自由液面、圆柱筒附近三维气泡的动力学特性．

关键词：水下爆炸气泡势流理论 Green函数边界积分自由表面圆筒

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单个三维气泡的动力学特性研究

应用力学学报 2008年第1期25卷 107-112,186页

作者：张阿漫姚熊亮哈尔滨工程大学哈尔滨150001

模拟了单个气泡在重力场作用下动态特性,假设流场为无粘、无旋且不可压的理想流体,采用三角形单元离散流场边界,并用边界积分法求解流场,用Mixed-Eulerian-Lagrangian方法模拟气泡的演化,并在必要的时候采用三维光顺方法对气泡表面及其... 详细信息

模拟了单个气泡在重力场作用下动态特性,假设流场为无粘、无旋且不可压的理想流体,采用三角形单元离散流场边界,并用边界积分法求解流场,用Mixed-Eulerian-Lagrangian方法模拟气泡的演化,并在必要的时候采用三维光顺方法对气泡表面及其速度势分布进行光顺,使计算程序更准确,更稳定。在分析过程中,将本文三维模型的计算结果与Rayleigh-Plesset气泡模型及试验数据进行对比分析,三维模型的计算值与精确解及实验数据吻合很好,表明本文方法及计算模型具有较高的精度,并通过对比改变不同物理参数时对气泡运动周期及射流速度的影响,得出一些规律性的曲线,旨在为相关的水下气泡动力学分析提供参考。

关键词：气泡边界积分势流理论射流光顺三维

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近自由面的多个水下爆炸气泡相互作用研究

力学学报 2008年第1期40卷 26-34页

作者：张阿漫姚熊亮哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

将气泡运动阶段周围的流场假设为无黏、无旋、不可压缩的理想流体,运用边界积分法模拟流场中气泡的运动,并开发了三维计算程序,计算值与实验值吻合较好.用该方法模拟了近自由面多气泡之间的相互作用,包括同相气泡和异相气泡.通过计算发... 详细信息

将气泡运动阶段周围的流场假设为无黏、无旋、不可压缩的理想流体,运用边界积分法模拟流场中气泡的运动,并开发了三维计算程序,计算值与实验值吻合较好.用该方法模拟了近自由面多气泡之间的相互作用,包括同相气泡和异相气泡.通过计算发现,气泡的周期随两气泡中心的距离减小而增大,这是由于多气泡之间存在抑制作用,特别是对异相气泡,这种抑制作用更加明显,称之为多气泡之间的抑制效应.无论有、无自由面存在,多气泡之间均存在抑制效应,由于抑制效应导致同相与异相气泡相互耦合作用的动态特性存在巨大的差异,这些现象可为将来研究多个同时或延时产生的水下爆炸气泡的威力提供参考.

关键词：水下爆炸多气泡边界积分自由表面抑制效应