检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于SBFE虚粒子边界的结构入水数值模拟

兵器装备工程学报 2021年第12期42卷 153-158页

作者：李上明赵梓斌中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621000

通过联合比例边界有限元法(SBFEM)和光滑粒子法(SPH),提出了一种基于SPH框架下新的无反射边界—SBFE虚粒子边界,该SBFE虚粒子边界能够准确的模拟边界波的透射过程,能够以较小计算域模拟无穷域的特征,从而显著地提高SPH算法模拟无穷域流... 详细信息

通过联合比例边界有限元法(SBFEM)和光滑粒子法(SPH),提出了一种基于SPH框架下新的无反射边界—SBFE虚粒子边界,该SBFE虚粒子边界能够准确的模拟边界波的透射过程,能够以较小计算域模拟无穷域的特征,从而显著地提高SPH算法模拟无穷域流体的计算效率。最后,将SBFE虚粒子边界应用于无穷水域的结构入水数值模拟,验证了SBFE虚粒子边界模拟无穷域流体的准确性。

关键词： SBFEM SPH SBFE虚粒子边界无反射边界结构入水

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

无穷水域中结构入水数值模拟

无穷水域中结构入水数值模拟

第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动...

作者：赵梓斌中国工程物理研究院总体工程研究所

模拟结构入水的数值方法有很多,近些年来,因为光滑粒子法(SPH)能够准确的模拟结构入水问题中自由液面破碎,翻转等情况,所以SPH方法得到迅速发展,逐步成为一种模拟结构入水的常用方法。对于有限域内的结构入水数值模拟,SPH方法的技术已... 详细信息

模拟结构入水的数值方法有很多,近些年来,因为光滑粒子法(SPH)能够准确的模拟结构入水问题中自由液面破碎,翻转等情况,所以SPH方法得到迅速发展,逐步成为一种模拟结构入水的常用方法。对于有限域内的结构入水数值模拟,SPH方法的技术已经很成熟。但是,对于工程中的绝大部分问题而言,流体域都是无限域,这样SPH方法的模拟效率就特别低。为了解决这个问题,一种简单可行的无反射边界就变得特别迫切。目前基于SPH框架下的无反射边界的种类还较少,而且大部分无反射边界的计算效率都偏低。所以我们联合比例边界有限元法(SBFEM),提出了基于SPH框架下的无反射边界--SBFE虚粒子边界。该无反射边界能够准确的模拟压力波在边界的透射过程,从而实现以较小的流体域模拟无穷域结构入水的问题。最后,我们通过数值实验表明,该SBFE虚粒子边界能够有效地阻止边界的反射波的产生,从而提高无穷域中结构入水的模拟效率及准确性。

关键词： SBFEM SPH SBFE虚粒子边界无反射边界结构入水

来源： cnki会议评论

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

结构入水问题的流固耦合仿真分析

结构入水问题的流固耦合仿真分析

作者：陈福清华大学

学位级别：硕士

流固耦合问题是自然界普遍存在的物理现象,它的具体形式多种多样。本文在查阅了很多相关文献的基础上,对流固耦合的概念、分类以及国内外在该领域的研究进展情况进行了介绍。本文重点研究结构入水这一典型的流固耦合问题。论文首... 详细信息

流固耦合问题是自然界普遍存在的物理现象,它的具体形式多种多样。本文在查阅了很多相关文献的基础上,对流固耦合的概念、分类以及国内外在该领域的研究进展情况进行了介绍。本文重点研究结构入水这一典型的流固耦合问题。论文首先介绍了研究该问题三种主要方法:解析方法、实验方法和数值方法。在方法中着重介绍了数值方法中的ALE算法。该算法兼具Lagrange方法和Euler方法二者的特长,即在结构边界运动的处理上,引进了Lagrange方法的特点,因此能够有效地跟踪物质结构边界的运动;在流场网格的划分上,它吸收了Euler方法的长处,使流体网格单元独立于物质实体的存在,但它和Euler网格不同之处在于网格可以根据定义的参数在求解过程中适当调整位置,从而避免网格出现严重的畸变。这种方法在分析大变形问题时非常有利,可以处理整个物体有空间的大位移并且本身有大变形等问题。在ALE方法的基础上,本文采用大型分析软件LS-DYNA进行建模、计算,并进行了相关的结果分析。数值模型由水、空气和楔形结构三部分组成,其中水和空气采用欧拉网格建模,楔形结构采用拉格朗日网格建模。水和空气的单元类型选用3D SOLID 164,薄板的选用Thin Shell 163。论文采用典型的楔形结构,对不同入水速度、不同结构材料、不同厚度、不同角度以及不同的结构形状的入水问题进行了详细地分析,给出了结构在入水过程中的变形过程、应力变化以及结构入水过程中流场的变化规律,得出楔形结构入水问题中结构自由振动的幅度较大,而结构应力场和应变场则在入水瞬间达到最大值,然后呈现振荡变化。流场的速度则以着水点为圆心,距着水点越远流场速度变化幅度越大。通过比较分析,得到入水速度越大、板子的厚度越小、入水角度越小则结构的变形越大,而不同的材料对结构的变形和受力也会有很大影响。在此基础上,对球形物体、封口与不封口两种情况的平底物体以及大尺寸物体的入水过程进行了分析和讨论,并与楔形体入水进行对比,分别得出了各种情况下的入水特点。

关键词：流固耦合结构入水 ALE算法数值模型仿真

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

波浪条件下空投AUV入水数值模拟

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第1期49卷 128-132页

作者：赵庆新丁忠军国家深海基地管理中心山东青岛266237 中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对波浪条件下空投自主式水下运载器(AUV)低速入水(伞降或低空空投)工况,采用计算流体力学方法进行数值模拟.计算了5套不同分辨率网格的AUV入水情况,证明了所采用的网格设置能很好地满足AUV入水数值模拟.分析了AUV在波峰、波谷等不同... 详细信息

针对波浪条件下空投自主式水下运载器(AUV)低速入水(伞降或低空空投)工况,采用计算流体力学方法进行数值模拟.计算了5套不同分辨率网格的AUV入水情况,证明了所采用的网格设置能很好地满足AUV入水数值模拟.分析了AUV在波峰、波谷等不同入水点处受力情况.入水点在波峰和波谷处AUV受力较大,且这两点处x方向上受力变化趋势是相反的,主要原因是水面上水质点圆周运动速度和迁移速度叠加导致的合速度方向不一致.分析了不同波浪参数和风速对AUV受力的影响,不同波浪参数和风速对AUV垂向受力影响极小,而对横向受力影响较大;相比于静水入水,波浪条件下入水受力更大.产生这些现象的主要原因是波面上水质点的横向运动.

关键词：空投自主式水下运载器(AUV) 波浪条件结构入水流体力学数值模拟

回转体入水冲击运动响应数值仿真与半理论公式预报研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

回转体入水冲击运动响应数值仿真与半理论公式预报研究

作者：张明哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

结构入水问题一直是学术研究者关注的典型工程问题,结构入水研究在航空航天、船舶海洋等领域都具有十分广泛的应用,结构在入水过程中与水面接触时产生剧烈的冲击载荷,冲击载荷可能导致结构的局部破坏或整体破坏,也同时会对结构物的入水... 详细信息

结构入水问题一直是学术研究者关注的典型工程问题,结构入水研究在航空航天、船舶海洋等领域都具有十分广泛的应用,结构在入水过程中与水面接触时产生剧烈的冲击载荷,冲击载荷可能导致结构的局部破坏或整体破坏,也同时会对结构物的入水运动轨迹产生影响。准确的预测入水轨迹以及入水产生的砰击载荷是研究入水问题亟需掌握的关键技术之一。本文采用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)分析方法,结合Abaqus软件的用户二次开发,实现对于回转体结构入水过程的数值模拟。分析结构响应受到入水初始攻角、初始速度角、初始速度及浪流载荷作用的影响规律。为了防止入水触底或结构破坏,提出通过改变初始入水条件以降低入水过程中的垂向位移和加速度载荷的可行性方案,为船舶与海洋结构物的结构设计和优化提供参考。首先,根据回转体结构入水的特点,选取了CEL分析方法作为研究结构入水的数值分析方法;应用CEL方法对回转体结构入水冲击响应以及入水空泡特性进行了仿真模拟,并与实验结果和其他数值方法进行对比,验证了模型的正确性和高效性;结合Abaqus软件的二次开发,建立了回转体结构入水冲击有限元数值仿真模型及回转体结构入水仿真分析程序。其次,应用CEL方法针对于静水条件下回转体结构入水响应特性进行分析。选取结构入水典型工况的冲击响应进行详尽分析说明,对于结构入水过程中出现的典型现象进行描述;之后开展初始入水攻角、初始入水姿态角和初始入水速度对于入水冲击特性影响的研究,提取结构入水的结构响应变化并总结回转体入水初始条件对于入水响应的影响规律,提出通过改变入水初始条件以降低入水响应的可行性方法。再次,在静水条件下入水冲击响应数值仿真分析结果的基础上,研究了入水冲击响应半理论公式预报方法。根据结构入水的初始条件,对结构体入水的速度衰减曲线进行理论预报;在已有的数值仿真结果的基础上,分析初始入水速度和初始攻角对于加速度峰值变化的影响规律,归纳得到无因次速度因数和无因次攻角因数并绘制加速度峰值预报曲线公式;根据无因次速度因数和无因次攻角因数,推导加速度载荷峰值随初始速度和初始攻角变化的预报曲面公式。最后,应用CEL数值模拟方法针对存在浪流作用的海况下回转体结构入水开展研究工作。分析了只存在波浪的情况下,入水位置和波高对于结构入水响应的影响;分析了只存在海流的情况下,海流流向对于结构入水响应的影响。在前文研究的基础上,将浪流作用叠加在一起,分析浪流联合作用的复杂海况下,结构入水冲击响应受到的影响。为复杂浪流海况下结构入水过程设计提供降低垂向位移或加速度峰值的参考方案。

关键词：结构入水冲击运动响应耦合的欧拉-拉格朗日方法半理论公式预报

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

三维弹性体入水动力学数值仿真研究

三维弹性体入水动力学数值仿真研究

作者：宋盼盼中北大学

学位级别：硕士

研究入水问题时，由于结构形式、入水姿态和结构材料各不相同，结构所遭受的冲击载荷也会不同。本文借助ANSYS/LS-DYNA动力学软件针对三维弹性回转体和楔形体入水过程进行数值仿真，探讨了不同入水参数对弹性体和流场的影响，得到的结... 详细信息

研究入水问题时，由于结构形式、入水姿态和结构材料各不相同，结构所遭受的冲击载荷也会不同。本文借助ANSYS/LS-DYNA动力学软件针对三维弹性回转体和楔形体入水过程进行数值仿真，探讨了不同入水参数对弹性体和流场的影响，得到的结论对结构形状、抗冲击性能以及安全性的设计和优化具有一定的参考价值和指导意义。通过在LS-DYNA中采用ALE算法对平底圆筒垂直撞水实验进行数值模拟，发现圆筒底部的压力沿径向减小，通过和实验数据对比，验证了模型以及参数设置的合理性，并就结构入水相关方面问题进行讨论，为后续动力学数值仿真分析提供了技术支持，保证了后续仿真研究的可靠性。在此基础之上分别选取回转体和楔形体两种结构进行具体研究，详细分析了撞水和侵水过程中入水姿态和结构材料对结构以及流场的影响，比较了不同入水初态下结构的冲击压力、运动速度、加速度、阻力系数和应变变化曲线以及流场的分布、冲击波的传播和空泡形态的变化情况。研究发现，弹性体入水初期振荡明显，随着初速的增大，其所受冲击压力、水中冲击波压力显著增大。对于回转体，压力和应变变化相似，头部平面面积对冲击压力也有较大的影响。铝合金弹性体比A3钢弹性体所受冲击压力小。最后，文章采用FE/SPH方法对入水问题进行了研究，并比较了FE方法和FE/SPH方法计算得到的冲击压力和速度，发现FE/SPH方法得到的冲击压力小，速度衰减快。

关键词：结构入水流固耦合数值模拟 ALE算法 FE/SPH方法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

2D刚体椭圆头结构高速撞水模拟

水下无人系统学报 2008年第2期16卷 9-12页

作者：郑金伟宗智大连理工大学船舶工程学院大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

2D刚体椭圆头结构高速撞击水面会受到来自水面的冲击力,由于撞水过程中会引起自由液面大幅波动和流固接触界面的非线性,载荷的大小很难使用常规动力学方法求解。本文利用ANSYS/LS-DYNA软件中的ALE算法对椭圆头结构高速入水问题进行了模... 详细信息

2D刚体椭圆头结构高速撞击水面会受到来自水面的冲击力,由于撞水过程中会引起自由液面大幅波动和流固接触界面的非线性,载荷的大小很难使用常规动力学方法求解。本文利用ANSYS/LS-DYNA软件中的ALE算法对椭圆头结构高速入水问题进行了模拟,数值结果表明,在某一入水角度下,加速度峰值和入水速度呈幂次关系,压力峰值随着入水速度的增大而增大,入水角度在35°时压力峰值最大。

关键词：结构入水自由液面流固接触界面数值仿真 ALE算法