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同相气泡耦合特性实验研究

力学学报 2012年第1期44卷 56-64页

作者：王诗平张阿漫刘云龙王超哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

设计实验,利用电火花打火生成气泡来研究两个气泡之间以及两个气泡与自由面的相互作用,在实验过程中,精确控制打火电路,使两个电火花气泡的生成时间间隔控制在67μs以内,实现了气泡的同相生成.大量实验后发现,两气泡相互作用过程中可能... 详细信息

设计实验,利用电火花打火生成气泡来研究两个气泡之间以及两个气泡与自由面的相互作用,在实验过程中,精确控制打火电路,使两个电火花气泡的生成时间间隔控制在67μs以内,实现了气泡的同相生成.大量实验后发现,两气泡相互作用过程中可能会出现融合、蘑菇状气泡、对射流、射流方向逆转、反向射流等现象,自由面附近不同安置方式的两同相气泡会出现不同的脉动形式.通过系列实验提出了气泡之间的无量纲距离、无量纲周期差等参数来描述气泡耦合特性,为气泡群的相互作用提供实验依据.

关键词：同相气泡射流融合实验

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近场水下爆炸气泡与双层破口结构的相互作用

爆炸与冲击 2020年第11期40卷 37-47页

作者：贺铭张阿漫刘云龙哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对双层结构在水中受到水下爆炸冲击这一问题,利用欧拉有限元数值模型对近场水下爆炸气泡与双层破口结构的相互作用机理进行了研究,分析了舱室涌流及流场演化等规律。首先,通过放电实验对数值模型进行了验证,结果表明,数值结果和实验... 详细信息

针对双层结构在水中受到水下爆炸冲击这一问题,利用欧拉有限元数值模型对近场水下爆炸气泡与双层破口结构的相互作用机理进行了研究,分析了舱室涌流及流场演化等规律。首先,通过放电实验对数值模型进行了验证,结果表明,数值结果和实验结果吻合较好;然后,总结了不同破口尺寸、不同起爆位置和不同壳间水位条件下的耦合作用规律。在内部空气、流体惯性以及破口的联合作用下,气泡演化过程中会出现气泡分割现象。当内层破口尺寸系数小于0.5时,内舱室内会出现二次涌流现象,且涌流形态较细长;炸药起爆位置系数小于0.1时,自由液面处会出现破碎和重闭合现象;壳内水位对舱室涌流量的影响作用较为复杂,当水位满舱时,急速涌流会减少船艇的应急时间。

关键词：双层破口水下爆炸欧拉有限元方法舱室涌流

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基于间断有限元方法的并列圆柱层流流动特性

物理学报 2016年第8期65卷 232-243页

作者：张忠宇姚熊亮张阿漫哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于高阶的间断有限元方法,数值模拟低马赫数下并列圆柱的可压缩层流流动,捕捉并列圆柱流场中的漩涡结构,以便分析并列圆柱尾流的流动特性.针对二维圆柱的边界形式,采用曲边三角形单元构造二维圆柱的曲面边界,以适应高阶离散格式的精度... 详细信息

基于高阶的间断有限元方法,数值模拟低马赫数下并列圆柱的可压缩层流流动,捕捉并列圆柱流场中的漩涡结构,以便分析并列圆柱尾流的流动特性.针对二维圆柱的边界形式,采用曲边三角形单元构造二维圆柱的曲面边界,以适应高阶离散格式的精度.在验证方法合理性的基础上,分析圆柱间距及雷诺数对漩涡脱落及受力特性的影响规律.研究结果表明:并列圆柱的间距是影响流场流动特性的一个主要因素,它会改变圆柱漩涡脱落的形式.随着圆柱间距的增加,上下圆柱的平均阻力系数及平均升力系数的绝对值随之显著下降.雷诺数对于平均阻力系数的影响相对较小.但随着雷诺数的增加,上下圆柱的平均升力系数会随之降低,而漩涡的脱落频率会随之增大.

关键词：间断有限元曲面边界并列圆柱漩涡脱落

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水中爆炸动力学专刊序言

火炸药学报 2024年第8期47卷 657-658页

作者：宋浦张阿漫西安近代化学研究所哈尔滨工程大学

水介质密度约为空气的1000倍，具有很强的不可压缩性，导致水中爆炸呈现出与空中爆炸截然不同的特性，既涉及水下-水面-水上的跨多介质，又包含气-液-固的多相耦合；是空间域跨尺度(10-1～10～2米)、时间域跨尺度(10-6～10～2秒)的典型...

水介质密度约为空气的1000倍，具有很强的不可压缩性，导致水中爆炸呈现出与空中爆炸截然不同的特性，既涉及水下-水面-水上的跨多介质，又包含气-液-固的多相耦合；是空间域跨尺度(10-1～10～2米)、时间域跨尺度(10-6～10～2秒)的典型多维现象。一方面，水中爆炸产生的初始冲击波压力比空气中冲击波高出一个数量级以上，水中冲击波传播速度快，波阵面脉冲宽度小，随距离衰减快，最终衰减成声波。

关键词：

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三维气泡与刚性壁面的相互作用研究

计算力学学报 2008年第6期25卷 803-807页

作者：王诗平姚熊亮张阿漫孙士丽哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于势流理论建立水下爆炸气泡运动三维模型,采用边界积分法求解拉普拉斯方程,得到气泡的变形及位置,并在计算过程中引入弹性网格技术,避免了因网格扭曲而导致的数值发散,进而模拟了刚性壁面附近三维气泡的动态特性。在数值模拟过程中,... 详细信息

基于势流理论建立水下爆炸气泡运动三维模型,采用边界积分法求解拉普拉斯方程,得到气泡的变形及位置,并在计算过程中引入弹性网格技术,避免了因网格扭曲而导致的数值发散,进而模拟了刚性壁面附近三维气泡的动态特性。在数值模拟过程中,将本文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良好。在此基础上,分别模拟了弱浮力、强Bjerknes力,强浮力、弱Bjerknes力以及浮力与Bjerknes力相当时壁面附近气泡的运动特征,并将各种工况的计算结果与基于开尔文冲量理论(Kelvin Impulse)的Blake准则进行对比分析与讨论,得到了不同参数下气泡的运动特征。

关键词：气泡刚性壁面势流理论边界积分开尔文冲量理论

基于二阶双渐近法的双层圆柱壳在水下爆炸作用下的鞭状运动

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爆炸与冲击 2014年第6期34卷 691-700页

作者：刘云龙汪玉张阿漫武汉第二船舶设计研究所中国人民解放军92857部队哈尔滨工程大学船舶工程学院

针对潜艇在水下爆炸载荷下的鞭状运动,从波动方程出发,推导了二阶双渐近法后期近似,并结合声固耦合法初步解决了双层圆柱壳的内域问题,然后将其与显式有限元耦合形成了圆柱壳结构水下爆炸流固耦合分析方法。通过简单算例验证了本文分析... 详细信息

针对潜艇在水下爆炸载荷下的鞭状运动,从波动方程出发,推导了二阶双渐近法后期近似,并结合声固耦合法初步解决了双层圆柱壳的内域问题,然后将其与显式有限元耦合形成了圆柱壳结构水下爆炸流固耦合分析方法。通过简单算例验证了本文分析方法的有效性和精度。最后,基于此方法分析了双层圆柱壳结构在水下爆炸载荷下的总体响应特性以及周期比和爆距比对其影响规律。

关键词：爆炸力学鞭状运动二阶双渐近法圆柱壳水下爆炸流固耦合内域

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航空保障系统易损性定量评估体系研究

系统工程与电子技术 2009年第10期31卷 2409-2413页

作者：姚熊亮冯麟涵张阿漫哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

阐述了大型载机舰船航空保障系统易损性定量评估的体系构架,将模糊数学与损伤树相结合,以有限元计算结果作为系统设备冲击响应数据支持,建立了航保系统的模糊损伤树,使系统易损性评估结果具有较高可信度。最后给出了激光炸弹攻击下该系... 详细信息

阐述了大型载机舰船航空保障系统易损性定量评估的体系构架,将模糊数学与损伤树相结合,以有限元计算结果作为系统设备冲击响应数据支持,建立了航保系统的模糊损伤树,使系统易损性评估结果具有较高可信度。最后给出了激光炸弹攻击下该系统的易损性评估结果,结果表明该评估体系对于大型载机舰船系统易损性评估和生命力设计有指导意义。

关键词：大型载机舰船航空保障系统易损性模糊逻辑损伤树分析评估体系

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小攻角下三维细长体定常空化形态研究

物理学报 2013年第20期62卷 293-301页

作者：张忠宇姚熊亮张阿漫哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

基于边界元方法,使空泡表面和细长体表面分别满足Dirichlet边界条件和Neumann边界条件,数值迭代获得小攻角下三维细长体的定常空化形态.采用线性三角形单元,将控制点布置在网格节点上,应用局部正交坐标系并采用迭代方法获得空泡表面的... 详细信息

基于边界元方法,使空泡表面和细长体表面分别满足Dirichlet边界条件和Neumann边界条件,数值迭代获得小攻角下三维细长体的定常空化形态.采用线性三角形单元,将控制点布置在网格节点上,应用局部正交坐标系并采用迭代方法获得空泡表面的速度势,进而通过边界积分方程确定空泡厚度的分布.采用拉格朗日插值方法得到空泡末端的厚度,避免了迭代过程中网格的重新划分.数值结果与实验值符合良好,验证了该方法的合理性.系统研究了空化数、攻角以及锥角对于三维细长体空化形态的影响规律.数值结果表明:攻角使得细长体的空化形态呈现不对称性,出现空泡向背流面"堆积"的现象;而空化数越小或锥角越大,空泡形态的不对称性将越严重.

关键词：边界元方法三维细长体局部空化攻角

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基于边界元法的气泡同波浪相互作用研究

物理学报 2012年第22期61卷 263-270页

作者：刘云龙张阿漫王诗平田昭丽哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为研究水下爆炸气泡同波浪的相互作用,本文引入数值与解析相结合的方法来考虑远场对气泡的影响,并解决了开域自由面在边界积分中的奇异性问题.然后通过将流场速度势分解为波浪入射势和气泡扰动势,研究了波浪对近自由面气泡的动态特性的... 详细信息

为研究水下爆炸气泡同波浪的相互作用,本文引入数值与解析相结合的方法来考虑远场对气泡的影响,并解决了开域自由面在边界积分中的奇异性问题.然后通过将流场速度势分解为波浪入射势和气泡扰动势,研究了波浪对近自由面气泡的动态特性的影响,并对不同特征参数的波浪下水下爆炸气泡进行模拟,分析了波长和初始相位角对气泡动态特性的影响.通过对结果的分析发现:对于气泡自身形态,在收缩阶段波浪的存在会使气泡上半部分以及自由面诱导射流产生偏移;而对与水冢形态,除了会产生偏移,水冢高度和宽度也会受到明显的影响.这种影响程度随初始相位角周期性变化,而在本文所研究的波长范围内,随波长的增加递减.

关键词：水下爆炸气泡波浪边界元