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航行体出水过程空化结构演变与溃灭载荷特性研究

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振动与冲击 2024年第2期43卷 306-314页

作者：高山施瑶潘光西北工业大学航海学院西安710072 无人水下运载技术工信部重点实验室西安710072

高速航行体肩部附着空泡穿越自由液面过程中发生溃灭现象,将产生巨大的冲击载荷,严重影响航行体出水姿态和结构安全性。该研究采用改进型分离涡模型,建立了水下发射非定常空化特性数值模拟方法。结果表明:航行体附着空泡出水过程自上而... 详细信息

高速航行体肩部附着空泡穿越自由液面过程中发生溃灭现象,将产生巨大的冲击载荷,严重影响航行体出水姿态和结构安全性。该研究采用改进型分离涡模型,建立了水下发射非定常空化特性数值模拟方法。结果表明:航行体附着空泡出水过程自上而下发生溃灭现象,在溃灭末期收缩为较小的孤立空泡,溃灭产生的高速射流冲击结构表面;在出水过程中,水面附近的“反向旋转涡对”导致附着空泡发生了快速溃灭现象,以发卡涡为代表的壁面涡旋结构发展明显受到附着空泡的抑制;空泡溃灭末期的孤立泡产生了巨大的冲击压力峰值,对航行体结构安全性将造成巨大破坏。初期航行体迎流侧空泡溃灭行为也会导致较大的压力峰值出现。

关键词：航行体出水空泡溃灭载荷发卡涡

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基于双向流固耦合的航行体高速入水研究

中国造船 2024年第1期65卷 166-175页

作者：鱼怡澜施瑶潘光西北工业大学航海学院西安710072 西北工业大学无人水下运载技术重点实验室西安710072

基于弹性体假设对直径为0.533m、以100m/s速度入水的航行体建立了高精度流固双向耦合数值模型,并试验验证了该数值模型的有效性。进行了不同角度的入水仿真,获得空泡及载荷的演变规律。主要结论如下:随着入水角减小,喷溅水幕的闭合时间... 详细信息

基于弹性体假设对直径为0.533m、以100m/s速度入水的航行体建立了高精度流固双向耦合数值模型,并试验验证了该数值模型的有效性。进行了不同角度的入水仿真,获得空泡及载荷的演变规律。主要结论如下:随着入水角减小,喷溅水幕的闭合时间推迟,空泡非对称性加剧;弹性体在入水时承受的冲击载荷峰值小于刚性体,且呈振荡衰减趋势;航行体应力峰值呈圆环形分布,应力在入水初期出现峰值并振荡衰减,而且在尾部出现应力集中;斜入水时,应力分布及头部纵向变形不对称。随着入水角的增大,应力和应变的峰值增大,应力波传播时间缩短。

关键词：高速入水流固耦合空泡冲击载荷

支撑刚度对水下航行器电机-推进轴系振动特性的影响规律分析及优化

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推进技术 2024年

作者：安宇晨刘静潘光西北工业大学航海学院西北工业大学水下运载技术工业和信息化部重点实验室

针对水下航行器电机-推进轴系动力学响应的影响及其优化问题，建立了水下航行器电机-推进轴系的动力学模型，模型考虑了推进电机隔振器刚度参数、推进电机内部电磁激励力、滚动轴承非线性特性、推进器动态激励力以及弹性联轴器的影响，... 详细信息

针对水下航行器电机-推进轴系动力学响应的影响及其优化问题，建立了水下航行器电机-推进轴系的动力学模型，模型考虑了推进电机隔振器刚度参数、推进电机内部电磁激励力、滚动轴承非线性特性、推进器动态激励力以及弹性联轴器的影响，分析了隔振器刚度特性对电机-推进轴系动力学响应特性的影响规律，提出了推进电机隔振器刚度参数优化流程，以推进电机振动响应为指标，建立了隔振器刚度优化目标函数，实现了隔振器刚度参数优化设计。结果表明，隔振器刚度参数优化能减少电机不平衡磁拉力引发的低频振动，使推进电机定子及转子振幅降低25.6%～65.7%。

关键词：水下航行器推进轴系电机隔振器支撑刚度刚度优化

基于尾流降阶模型的涡激振动俘能效率优化研究

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1391-1400页

作者：韩鹏黄桥高秦登辉潘光清华大学航天航空学院北京100084 西北工业大学航海学院西安710012 北京大学工学院北京100871

涡激振动(VIV)是一种典型的流固耦合(FSI)现象,除了在结构安全设计方面有重要意义外,近年来在流体动能俘获方向也展现出巨大潜力。该文采用一种基于尾流振子的低成本降阶模型(ROM),以及一种基于直接模拟的计算流体力学—流固耦合(CFD-F... 详细信息

涡激振动(VIV)是一种典型的流固耦合(FSI)现象,除了在结构安全设计方面有重要意义外,近年来在流体动能俘获方向也展现出巨大潜力。该文采用一种基于尾流振子的低成本降阶模型(ROM),以及一种基于直接模拟的计算流体力学—流固耦合(CFD-FSI)求解器,对圆柱VIV俘能效率的全局优化问题展开研究。通过ROM模型,得到了四组不同质量比和Reynolds数下的高分辨率俘能效率优化数据,其中优化参数为阻尼比和折合速度。将ROM模型的预测结果,与CFD-FSI的高保真模拟结果和已有研究中的实测数据进行对比,验证了ROM的有效性。该文发现了最优俘能效率点受到折合速度和质量—阻尼耦合参数的控制;另外,从ROM模型的内在关键参数推论出VIV俘能设备更适于在相应结构固定绕流升力系数更高的流动条件下工作,由此解释了高Reynolds数条件下VIV俘能效率更高的现象;此外,优化结果表明低质量比条件下的VIV俘能设备工作表现更优,由此证明海流能VIV俘能收益高于风能VIV收益。

关键词：流固耦合涡激振动流体动能俘获降阶模型

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宏大叙述的英雄主义与期待视野的融合——接受美学视域下《志愿军:雄兵出击》的创作探究

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电影评介 2024年第9期 67-73页

作者：潘光芝贵州师范大学文学院

电影《志愿军:雄兵出击》作为志愿军系列的第一部,自2023年国庆期间上映以来,引发观众强烈的情感共鸣,取得较大的成功。从接受美学角度看,电影采用全景式多线索多层次的宏大叙述,满足了观众的期待视野。同时,在创作中立足艺术的真实再... 详细信息

电影《志愿军:雄兵出击》作为志愿军系列的第一部,自2023年国庆期间上映以来,引发观众强烈的情感共鸣,取得较大的成功。从接受美学角度看,电影采用全景式多线索多层次的宏大叙述,满足了观众的期待视野。同时,在创作中立足艺术的真实再现与突破,较好地召唤观众的审美趣味。此外,电影注重史与诗的统一,凸显抗美援朝精神的接受价值,既有感性共情,又有理性反思,让观众在强烈的情感共鸣中,获得敢于拼搏、勇于牺牲、积极向上的精神启迪,实现了宏大叙事与期待视野的有机融合,达到了较好的接受效果。

关键词：《志愿军:雄兵出击》宏大叙述接受美学期待视野

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基于近场动力学理论的圆柱壳体渐进损伤分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 105-112页

作者：蒋雷雷沈克纯潘光黄毅华西北工业大学航海学院陕西西安710072 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

为了研究圆柱壳体在侧压作用下的强度损伤机理,采用近场动力学数值方法对其强度损伤的萌生、扩展演化过程进行仿真分析.首先,对键基近场动力学理论进行了回顾.考虑到该模型中长程力对计算精度的影响,引入核函数对其进行改进,建立了适用... 详细信息

为了研究圆柱壳体在侧压作用下的强度损伤机理,采用近场动力学数值方法对其强度损伤的萌生、扩展演化过程进行仿真分析.首先,对键基近场动力学理论进行了回顾.考虑到该模型中长程力对计算精度的影响,引入核函数对其进行改进,建立了适用于求解三维问题的改进型键基近场动力学模型.其次,将最大应变准则作为评估键断裂与否的标准嵌入改进的模型中.采用FORTRAN语言编程实现了单调递增侧压作用下壳体强度损伤行为的数值仿真.最后,对仿真结果进行分析,揭示强度损伤演化规律.仿真结果表明:损伤区最先出现在壳体内壁面,且呈90°均匀分布;随着压力的增加,壳体的外壁面上出现两个新的损伤区,随后内壁面和外壁面上的损伤区同时向壳体中面扩展;在整个损伤演化过程中,壳体的损伤程度随载荷的线性增加而呈指数形式增长.该方法能为壳体在复杂载荷作用下的强度预测和防护提供指导.

关键词：近场动力学圆柱壳体强度渐进损伤侧压

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黄河流域数字金融与农业高质量发展的耦合协调研究

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统计与决策 2024年第12期40卷 152-157页

作者：赵虎林潘光曦甘肃政法大学经济学院兰州730070 甘肃政法大学西部地区经济发展中心兰州730070 山东省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心山东数字经济研究基地山东科技大学财经学院山东泰安271000

文章以黄河流域82个城市为研究对象,分析了2011—2021年流域内数字金融与农业经济高质量发展耦合协调水平的时序演变特征、空间相关性以及地区差异。结果表明:从整体看,黄河流域数字金融与农业经济高质量发展的耦合协调度从濒临失调水... 详细信息

文章以黄河流域82个城市为研究对象,分析了2011—2021年流域内数字金融与农业经济高质量发展耦合协调水平的时序演变特征、空间相关性以及地区差异。结果表明:从整体看,黄河流域数字金融与农业经济高质量发展的耦合协调度从濒临失调水平逐渐转为良好协调水平,呈现不断上升的态势;从收敛性看,黄河流域整体及上、中、下游地区的耦合协调度随时间均显现出明显的收敛性特征;从空间自相关性看,黄河流域数字金融与农业经济高质量发展的耦合协调度在空间上存在显著差异,各城市之间有显著的空间集聚性;从差异结构看,黄河流域数字金融与农业高质量发展耦合协调度的区域内差异远大于区域间差异,且上游地区区域内差异的贡献率明显大于中游地区和下游地区。

关键词：黄河流域数字金融农业绿色全要素生产率耦合协调度

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基于态基近场动力学的碳化硅陶瓷圆柱壳体断裂损伤分析

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力学学报 2024年第4期56卷 991-1005页

作者：蒋雷雷沈克纯潘光黄毅华西北工业大学航海学院西安710072 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

碳化硅(SiC)陶瓷材料具有优异的力学性能,广泛应用于各种工程部件中.然而,陶瓷是脆性材料,当发生脆断时会造成巨大的危害.因此对其断裂行为的准确预测显得极为重要.为了研究SiC陶瓷壳体在外载荷作用下的断裂损伤机理,首先通过准静态拉... 详细信息

碳化硅(SiC)陶瓷材料具有优异的力学性能,广泛应用于各种工程部件中.然而,陶瓷是脆性材料,当发生脆断时会造成巨大的危害.因此对其断裂行为的准确预测显得极为重要.为了研究SiC陶瓷壳体在外载荷作用下的断裂损伤机理,首先通过准静态拉伸和压缩实验获得SiC陶瓷的临界能量释放率,建立了适用于拉伸和压缩损伤分析的常规态基近场动力学模型.然后,采用Fortran语言编程实现了陶瓷壳体在线性递增外载荷作用下断裂损伤行为的数值仿真,并将所获得的仿真值与理论预测值进行对比,验证了所建模型的准确性.最后,对仿真结果进行详细分析,揭示了壳体结构的损伤扩展演化规律.仿真结果表明:初始损伤区源于壳体内壁面的压缩断裂,且沿环向呈90°均匀分布.随着载荷的逐渐增加,壳体外壁面出现拉伸断裂损伤区,内外壁面的损伤区先沿着周向扩展,再向着壳体中面缓慢延伸,并在厚度方向贯穿整个壳体.随后,在壳体轴线方向出现拉-压损伤混合区,该损伤区沿着轴向扩展,最终将壳体分成4个断裂区.所建模型能够有效地描述复杂载荷作用下SiC陶瓷结构的断裂损伤演化过程,同时弥补了态基近场动力学在断裂分析方面的不足.

关键词：态基近场动力学理论陶瓷圆柱壳体断裂损伤临界能量释放率

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蝠鲼交错排布集群游动水动力性能

物理学报 2024年第13期73卷 201-209页

作者：高鹏骋田徐顺黄桥高潘光褚勇西北工业大学航海学院西安710072 西北工业大学宁波研究院无人航行技术研究中心宁波315048

为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流... 详细信息

为了探究蝠鲼“前上后下”交错排布集群游动时的水动力性能,首先根据生物观测建立了蝠鲼形态学及运动学模型,然后基于浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立了鱼类集群游动数值计算方法.系统研究了垂直间距固定为0.1倍体厚,流向间距0—1.5倍体长(BL)下的双蝠鲼集群游动过程,并结合全局三维涡结构和特征截面二维涡结构对集群系统以及集群中各单体的平均推力/效率进行分析.数值结果表明:当单体间流向间距较小时,相比于单独游动,推进性能急剧下降;随着流向间距增加,领航蝠鲼推进性能基本同单体游动保持一致;但当Dx=0.4BL时由于领航蝠鲼尾涡恰好越过跟随蝠鲼前缘直接作用在跟随蝠鲼初始脱落鳍尖涡处,大幅提升其旋涡能量,因此此时系统平均推力和效率提升均最大,分别为29.69%和6.77%.

关键词：蝠鲼集群游动交错排布水动力特性涡结构