教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET100054)
- 作品数：11 被引量：46H指数：4
- 相关作者：张阿漫史冬岩王志凯程潇欧刘云龙更多>>
- 相关机构：哈尔滨工程大学中国舰船研究设计中心更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学交通运输工程更多>>
- 基于边界元法的气泡同波浪相互作用研究被引量：5
- 2012年
- 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.
- 刘云龙张阿漫王诗平田昭丽
- 关键词：水下爆炸气泡波浪边界元
- 基于ANSYS/LS-DYNA的多层舷侧结构抗空中接触爆炸防护性能研究被引量：2
- 2013年
- 针对典型舰船舱段不同舷侧结构(Y型舷侧和V型舷侧)的防护性能,采用ANSYS/LS-DYNA流固耦合分析模块对其在空中接触爆炸载荷作用下的动塑性响应进行数值模拟计算,并将结构毁伤的数值结果同已有经验公式进行对比验证。通过对不同舷侧型式舱段的破口以及塑性变形面积大小的对比分析,发现Y型舷侧结构的防护性能随翼板角度的增大而增强,且整体防护性能优于V型舷侧结构;而V型舷侧结构的防护性能跟翼板角度没有明显规律,只有部分角度结构能够提升防护性能;最后综合各算例毁伤效果得出120°Y型舷侧结构防护性能最优。
- 汪玉刘云龙张阿漫田昭丽
- 气泡与球鼻艏结构相互作用实验研究被引量：5
- 2012年
- 采用实验研究球鼻艏附近电火花气泡的运动特性,在球鼻艏正前方、斜45°及正下方不同位置通过电火花打火生成气泡,研究球鼻艏结构附近气泡脉动特性。实验发现,由于球鼻艏结构的特殊性,气泡脉动过程中呈现出与水平刚性板不同的运动状态,因自由面作用,气泡在离球鼻艏较近时可能会在中部产生撕裂,分成两个子气泡。通过总结实验,统计气泡脉动周期、射流速度、中心运动规律和分裂阈值,旨在为水下爆炸气泡运动特性研究提供参考。
- 王诗平程晓达张阿漫程潇欧
- 关键词：球鼻艏水下爆炸气泡
- 基于SPH方法的浅水爆炸研究被引量：3
- 2012年
- 通过SPH方法,利用Fortran编程,首先对自由场中装药爆炸进行模拟,将结果与经验公式对比,验证Fortran程序的有效性和正确性。然后对浅水爆炸问题进行数值模拟,再现浅水爆炸的基本物理现象,研究浅水爆炸相对于无限水域爆炸所独有的压力和冲量特性;通过对浅水爆炸不同参数的研究,给出了不同爆深对压力和冲量的影响,分析水底泥沙密度对冲击波压力的影响,给出不同泥沙密度下浅水中压力的变化规律。研究表明,浅水爆炸同时受到水面和水底的作用,水面效应使压力曲线产生截断效应,底部效应会增加压力脉宽。随着爆深的增大,压力曲线逐渐由削弱峰值、削弱脉宽过渡为增大峰值、增大脉宽,冲量逐渐增大,水冢逐渐减小;随着泥沙密度的增加,浅水中压力峰值增大,作用脉宽也增大,直达波、水面反射波以及水底反射波的相互作用更加明显。本文研究旨在揭示上述问题的作用机理,总结规律性结论,为舰船水下爆炸结构响应预报和舰船结构的防护设计提供参考。
- 刘翠丹明付仁丛刚王超
- 关键词：SPH方法冲击载荷
- 计入气穴的水下爆炸作用下结构流固耦合三维数值模拟被引量：10
- 2012年
- 水下爆炸在结构物面附近产生的气穴现象,严重影响水下爆炸作用下的流固耦合动响应,是舰船水下爆炸领域的难点,传统的边界元方法、有限元方法(FEM)难以解决水下爆炸气穴现象这类强非线性问题.针对此问题,计及流体中的气穴现象,考虑流体的可压缩型,忽略流体粘性,建立水下爆炸瞬态强非线性流固耦合三维数值模型,采用流体谱单元方法(SEM)和结构有限元方法求解该模型.计算结果表明:相对有限元法,谱单元法具有更高的计算精度,且谱单元解与解析解、试验值吻合良好.在此基础上,结合ABAQUS软件,分别探讨三维球壳、船体板架在水下爆炸作用下的瞬态流固耦合机理,给出气穴区域及其对水中结构物动响应的影响特征,旨在为舰船水下爆炸瞬态流固耦合问题的相关研究提供参考.
- 张阿漫任少飞李青李佳
- 关键词：水下爆炸气穴球壳
- 基于格子Boltzmann方法和有限体积法的方柱绕流特性对比分析被引量：1
- 2015年
- 基于黏性流体理论,分别采用格子Boltzmann方法(LBM)和有限体积法(FVM)建立了黏性流场中方柱绕流模型。探究LBM在非光滑曲面钝体绕流方面的应用;并结合FVM进行对比分析。在FVM模型中,采用局部加密的方法对钝体边界进行处理,而在LBM模型中,除了传统的Half-way边界处理方法,还结合了拐角边界处理方法。为获得较好的可对比数据,根据已发表文献中的理论及UDF编译码技术,分别对两模型的进出口边界条件进行了讨论和设置。对比分析了两模型下的速度云图以及获得的升、阻力系数,Strouhal数。结果发现方柱上游压力不受涡脱落影响,雷诺数对其影响也较小;两种方法下的速度、无量纲参数吻合较好;但两者最适进出口边界不同,且相同条件下,LBM比FVM数值模拟能更快达到稳定状态。
- 史冬岩李红群王志凯
- 关键词：方柱绕流格子BOLTZMANN方法有限体积法
- 不同壁面绕流特性的格子Boltzmann模拟研究被引量：2
- 2017年
- 为了探讨不同壁面的绕流特性,针对粘性流场中,不同壁面诱导的涡脱落现象以及升阻力系数等流场特性进行了格子Boltzmann数值研究。利用基于分子动理论的格子Boltzmann方法(LBM)求解Navier-Stokes方程,实现对流体运动的描述,针对不同的壁面条件,分别采用不同的格子Boltzmann流-固壁面处理方法。采用Half-way反弹边界条件来处理平直壁面,而曲壁面则采用LBM与有限差分法相结合的形式进行处理,计入了壁面与标准网格不重合对结果造成的影响。开发相应的计算程序,计算结果与已发表文献结果吻合良好,验证了数值模型的正确性。同时,探讨了进出口边界与钝体中心的距离对结果的影响。对比分析了不同壁面的绕流模型中升阻力系数、斯托罗哈数和涡量云图等,并进一步研究了雷诺数条件的影响。结果表明,不同壁面的绕流特性具有明显差异,且同时受雷诺数的显著影响;一般地,平直壁面对于来流作出的响应更迅速。
- 李红群史冬岩王志凯Wasim M.K.Helal
- 关键词：格子BOLTZMANN方法粘性流场
- 任意复杂流-固边界的格子Boltzmann处理方法被引量：4
- 2014年
- 本文提出了一种适用于流固耦合领域中任意复杂边界条件的lattice Boltzmann处理方法.该方法基于half-way反弹模型,在流固耦合处构建了一层虚拟边界,并结合有限差分的方法,获取虚拟边界上的变量值.改进后的方法确保了粒子反弹位置与宏观速度采集点的位置相同,计入了实际物理边界与网格线不重合时,偏移量对计算结果的准确影响,而且其适用范围被扩展到了任意静止或运动、平直或弯曲的复杂边界.文中研究了该方法在Poiseuille流、圆柱绕流和Couette流等经典条件下的边界处理能力,结果表明该方法与理论值符合良好,且当实际物理边界与网格线不重合时,与已发表文献中的结果相比,具有更高的精度.
- 史冬岩王志凯张阿漫
- 关键词：格子BOLTZMANN方法流固耦合
- 不同沙粒底面下气泡脉动特性实验研究被引量：4
- 2013年
- 通过高速摄影系统对电火花气泡与不同沙粒底面间的相互作用进行了实验研究,并改变气泡与沙粒底面之间的距离.实验结果表明:气泡在与沙粒底面的相互作用中会产生两种明显不同的现象,即形成与近刚性壁面类似的气泡射流以及"蘑菇状"气泡,"蘑菇状"气泡撕裂形成两个气泡,随后产生两个反方向的沿轴线方向的射流.沙粒底面边界具有刚性与弹性两种特征.另外,随着气泡与沙粒底面之间的距离d的增大,气泡脉动周期先增大然后减小,存在气泡脉动周期峰值.对于不同的沙粒底面边界,出现气泡脉动周期峰值的距离d随着沙底粒径的增大而越小.
- 张阿漫肖巍王诗平程潇欧
- 关键词：气泡电火花射流
- 上浮气泡在壁面处的弹跳特性研究被引量：9
- 2014年
- 本文针对毫米量级的上浮气泡在壁面处的弹跳现象进行数值研究.基于势流方法求解气泡的运动,同时考虑气泡的表面张力作用.在伯努利方程中,对气泡与壁面之间水膜中因黏性引起的压力梯度进行修正,开发相应的计算程序,计算值与实验值符合良好.从气泡弹跳的基本现象入手,研究了特征参数对气泡弹跳过程的动态特性以及最终平衡形态的影响.发现随着泡在撞击壁面之前上浮距离增大,气泡回弹距离和弹跳周期增加,但是当上浮距离增加到一定程度后将不会影响气泡的弹跳特性;表面张力是影响气泡弹跳特性的重要因素,气泡的弹跳周期随其增大逐渐减小,但回弹距离却呈现先增后减的规律;最后,影响气泡最终平衡形态的主要因素是气泡的浮力参数与韦伯数.
- 李帅张阿漫
- 关键词：气泡壁面弹跳边界积分法
