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激光空泡在刚性壁面附近空蚀特性

强激光与粒子束 2011年第2期23卷 298-302页

作者：刘涛王江安宗思光王雨虹海军工程大学电子工程学院光电研究所武汉430033

采用脉冲激光聚焦于透明液体中产生单个激光空泡,利用高速相机拍摄空泡在透明液体中整个运动过程,并对刚性壁面造成的空蚀现象进行了观测。实验研究发现,空泡溃灭将产生高速冲击波和高速射流,这是造成刚性壁面损伤的两种主要原因。空泡... 详细信息

采用脉冲激光聚焦于透明液体中产生单个激光空泡,利用高速相机拍摄空泡在透明液体中整个运动过程,并对刚性壁面造成的空蚀现象进行了观测。实验研究发现,空泡溃灭将产生高速冲击波和高速射流,这是造成刚性壁面损伤的两种主要原因。空泡与刚性壁面的无量纲距离在0.4-1.4之间时,刚性壁面首先受到高速冲击波的破坏,由于空泡的趋壁效应,空泡在第二次收缩过程中将在壁面附近对实验靶材产生高速微射流的空蚀破坏。且这两种作用机制在无量纲距离为1.0时,高速微射流对壁面的空蚀效果更加明显。

关键词：激光空泡刚性壁面冲击波微射流

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含气量对激光空泡在刚性壁面空蚀的影响

强激光与粒子束 2012年第11期24卷 2576-2580页

作者：刘涛王江安宗思光梁善永张显峰海军工程大学电子工程学院光电研究所武汉430033

采用强脉冲激光器设计液体环境下刚性壁面空蚀实验平台,改变液体中含气量,利用高速相机观察不同含气量条件下激光空泡在壁面附近的脉动过程,并对刚性壁面造成的空蚀结果进行了观测。实验研究发现,随着液体中相对空气含量的提高,激光空... 详细信息

采用强脉冲激光器设计液体环境下刚性壁面空蚀实验平台,改变液体中含气量,利用高速相机观察不同含气量条件下激光空泡在壁面附近的脉动过程,并对刚性壁面造成的空蚀结果进行了观测。实验研究发现,随着液体中相对空气含量的提高,激光空泡脉动的最大尺寸增大,空泡的膨胀运动变剧烈,溃灭运动速度降低,空泡的溃灭强度降低,从而影响到溃灭冲击波和壁面微射流对刚性壁面的冲击速度,减弱了壁面空蚀,而液体中含气量的提高能够降低激光空泡对刚性壁面的空蚀程度。

关键词：含气量刚性壁面激光空泡空蚀

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刚性壁面附近深水爆炸气泡射流特性数值模拟

兵工学报 2017年第S1期38卷 130-135页

作者：梁浩哲张庆明杨莉北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国兵器科学研究院北京100089

炸药水下近壁面爆炸时,爆炸产物形成的气泡易演化出射流对壁面作用,而气泡射流的特性受多种因素影响。用AUTODYN数值模拟软件计算50 m和300 m水深环境下10 g TNT距100mm刚性壁工况下的气泡射流过程。计算结果表明:用AUTODYN有限元计算... 详细信息

炸药水下近壁面爆炸时,爆炸产物形成的气泡易演化出射流对壁面作用,而气泡射流的特性受多种因素影响。用AUTODYN数值模拟软件计算50 m和300 m水深环境下10 g TNT距100mm刚性壁工况下的气泡射流过程。计算结果表明:用AUTODYN有限元计算软件计算得到的冲击波传播规律、脉动规律与经验公式拟合较好;在气泡脉动收缩结束时射流演化开始,演化过程中的射流将气泡贯穿、形成环形气泡;深水条件下形成的射流速度约350 m/s,远大于浅水条件下的150 m/s,与刚性壁接触后射流头部的压力也大于浅水中的压力;深水条件下近刚性壁测点的压力值均至少高出浅水条件下的5倍,说明深水环境下的射流更易对结构造成严重破坏。研究初步讨论了深水环境下水下爆炸射流的演化特性。

关键词：兵器科学与技术深水爆炸气泡脉动刚性壁面射流

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超声作用下刚性壁面附近的双气泡脉动

声学技术 2023年第2期42卷 145-151页

作者：王寻靳心周程浩周敏梁金福张泽坤上海电机学院凯撒斯劳滕智能制造学院上海201306 西安工程大学理学院陕西西安710048 贵州师范大学物理与电子科学学院贵州贵阳550025

在实际应用时,空化泡可能位于刚性壁附近。对刚性壁附近的空化泡脉动进行研究有利于更好地利用声空化。文章研究了刚性壁附近双气泡的动力学规律。研究结果表明,当两气泡与刚性壁距离相同时,气泡与壁之间的距离越大,刚性壁对辐射声波的... 详细信息

在实际应用时,空化泡可能位于刚性壁附近。对刚性壁附近的空化泡脉动进行研究有利于更好地利用声空化。文章研究了刚性壁附近双气泡的动力学规律。研究结果表明,当两气泡与刚性壁距离相同时,气泡与壁之间的距离越大,刚性壁对辐射声波的反射越小,气泡脉动时能够达到的最大半径与最小半径的比值(即压缩比)也越大。若改变单个气泡与刚性壁的距离,则当两个气泡距离接近时,位置固定的气泡压缩比会减小。增大单个气泡的平衡半径,会使得两气泡脉动时的压缩比变小。此外,文章还对两气泡间距固定情况下,气泡压缩比与两气泡中心连线和壁面所成夹角之间的关系进行了讨论。

关键词：刚性壁面双气泡镜像压缩比

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水下爆炸冲击波反射压力计算方法的改进

兵工学报 2024年第4期45卷 1196-1207页

作者：严泽臣岳松林邱艳宇王建平赵跃堂施杰李旭陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 91053部队北京100070 陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007

重力坝是一类常见大型混凝土水工建筑。为探寻适用于其近区水下爆炸冲击波反射压力的计算方法,利用冲击波阵面上的质量、动量和能量3个守恒基本关系式,以及凝聚介质状态方程,严格推导出物理内涵明晰的刚性壁面水下爆炸冲击波反射压力计... 详细信息

重力坝是一类常见大型混凝土水工建筑。为探寻适用于其近区水下爆炸冲击波反射压力的计算方法,利用冲击波阵面上的质量、动量和能量3个守恒基本关系式,以及凝聚介质状态方程,严格推导出物理内涵明晰的刚性壁面水下爆炸冲击波反射压力计算方法。通过连续介质中冲击波速与粒子速度之间的关系,给出其中水的状态参数k的确定方法,揭示状态参数k随入射冲击波压力呈双指数衰减规律,发现入射压力在725 MPa以上时,k值的变化对冲击波反射压力计算结果有着重大影响。通过与Cole[12]、Henrych[14]和罗泽立等[15]提出的计算方法及数值仿真进行对比验证分析,结果表明:新提出的计算方法具有适用范围更广、计算精度更高的特点,且首次从理论上揭示水下爆炸冲击波反射压力系数范围为2.00~4.49。

关键词：水下爆炸反射压力刚性壁面 Hugoniot关系式数值模拟

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复杂声边界约束下水中圆柱壳声振特性研究

振动与冲击 2019年第21期38卷 186-193,209页

作者：翁凌霄缪宇跃李天匀南昌工学院新能源车辆学院南昌330108 中国舰船研究设计中心武汉430064 华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074

解析地研究了复杂声边界约束下水中无限长圆柱壳的振动和声辐射问题。该圆柱壳受到轴向均匀线激励力作用,并处于自由液面(或水平水底)和垂直刚性壁面组成的复杂声边界构成的四分之一无限流域中。根据镜像原理和Graf加法定理推导了无限... 详细信息

解析地研究了复杂声边界约束下水中无限长圆柱壳的振动和声辐射问题。该圆柱壳受到轴向均匀线激励力作用,并处于自由液面(或水平水底)和垂直刚性壁面组成的复杂声边界构成的四分之一无限流域中。根据镜像原理和Graf加法定理推导了无限长圆柱壳声振耦合方程,讨论了复杂声边界对圆柱壳振动和声辐射的影响。研究发现两种声边界对圆柱壳振动特性和表面辐射声功率有不同的影响。当圆柱壳离边界足够远时其振动特性和表面辐射声功率几乎不受影响,而其辐射声场仍会受到圆柱壳位置变化的影响,尤其当圆柱壳靠近流域边界时会产生显著的辐射噪声,不利于隐蔽。

关键词：圆柱壳自由液面刚性壁面振动声辐射镜像原理 Graf加法定理

改进的半空间频率均方声压法计算结构频带振动声辐射

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声学学报 2019年第1期44卷 106-115页

作者：高宏林黎胜孟春霞大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室运载工程与力学学部船舶工程学院大连116024 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 水下测控技术重点实验室大连116013

为计算中高频半空间结构频带振动下声辐射问题,推导了基于能量源的半空间频率均方声压法(Frequency Averaged Quadratic Pressure, FAQP),并提出了改进的半空间FAQP法,克服了半空间FAQP法在失效频率下解不唯一的问题。频率带宽为4 Hz的... 详细信息

为计算中高频半空间结构频带振动下声辐射问题,推导了基于能量源的半空间频率均方声压法(Frequency Averaged Quadratic Pressure, FAQP),并提出了改进的半空间FAQP法,克服了半空间FAQP法在失效频率下解不唯一的问题。频率带宽为4 Hz的刚性壁面作用下的脉动球和与自由表面相接触的脉动半球的声辐射数值计算,验证了改进的半空间FAQP法对解决失效频率下解不唯一问题的有效性。同时,刚性壁面作用下的脉动球和与自由表面相接触的脉动半球声辐射数值计算结果均表明,在1/3倍频程下,改进的半空间FAQP法与常规边界元方法相比,具有更高的计算精度,更适用于中高频计算。

关键词：振动声辐射空间频率声压法计算结构频带数值计算刚性壁面边界元方法

流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响

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振动与冲击 2004年第2期23卷 21-27页

作者：邹元杰赵德有大连理工大学船舶工程系大连116024

本文探讨了流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响。研究结果表明 :在“软”边界 (自由表面 )半无限流体域中 ,流体可压缩性对结构振动响应的影响要比在“硬”边界 (刚性壁面 )半无限流体域和无界流体域中的影响小 ,特别是在低频... 详细信息

本文探讨了流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响。研究结果表明 :在“软”边界 (自由表面 )半无限流体域中 ,流体可压缩性对结构振动响应的影响要比在“硬”边界 (刚性壁面 )半无限流体域和无界流体域中的影响小 ,特别是在低频和结构离自由液面较近的情况下 ,流体可压缩性对结构振动响应影响不大。

关键词：流体可压缩性半无限流体域振动响应自由液面刚性壁面结构振动

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浅水域中圆柱壳固有振动特性分析

中国造船 2016年第3期57卷 72-82页

作者：王鹏李天匀朱翔张冠军缪宇跃华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074

基于波传播法和虚源法分析浅水域中圆柱壳的固有振动特性,并考虑了浅水域上下边界的影响。将理论计算与已有试验结果进行对比分析,验证了计算方法的有效性。数值计算表明:当圆柱壳靠近自由液面(或刚性壁面)时,耦合模态频率相应增大(减... 详细信息

基于波传播法和虚源法分析浅水域中圆柱壳的固有振动特性,并考虑了浅水域上下边界的影响。将理论计算与已有试验结果进行对比分析,验证了计算方法的有效性。数值计算表明:当圆柱壳靠近自由液面(或刚性壁面)时,耦合模态频率相应增大(减小);当水深相对较小时,浅水域影响显著;当水深小于壳体半径的8倍时,浅水域对耦合模态频率的影响不可忽略。

关键词：圆柱壳浅水域自由液面刚性壁面自由振动虚源法