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国家自然科学基金(10976008): 作品数：37 被引量：250H指数：9; 相关作者：张阿漫姚熊亮王超明付仁崔杰更多>>; 相关机构：哈尔滨工程大学中国工程物理研究院中国人民解放军海军装备研究院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金霍英东教育基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>; 相关领域：理学交通运输工程兵器科学与技术自然科学总论更多>>

水下爆炸冲击波作用下船体舱段变形试验研究被引量：8: 2015年; 对舰船实尺度舱段在水下爆炸载荷作用下的船底板架变形进行了试验研究及理论分析。以舱段在水下爆炸的试验现象及结果为基础,通过平板模型求解药包在水下任意位置爆炸时舱段的刚体运动特性,以冲击波的入射能减去舱段刚体运动动能作为船底板架的弹塑性变形能,利用能量法,对船底板架应用薄板的大挠度弯曲理论进行局部变形求解。试验结果及理论分析表明:舱段模型在水下爆炸过程中会产生较大的刚体运动,船底外板变形区域主要集中在纵桁和实肋板交叉的板格内,理论求解的板格最大变形与试验结果较为一致。该文结果可对船体外板变形计算及局部强度考核提供数据及理论的参考。; 王军郭君杨棣姚熊亮; 关键词：水下爆炸刚体运动能量法

水下爆炸作用下舰船总纵强度模型实验方案研究被引量：13: 2012年; 考虑自由场中水下爆炸一次冲击波和气泡脉动相似律,研究在大缩尺比船模水下爆炸实验中,使用畸变模型实现对原型总纵强度准确预测的方法。考虑模型的制造工艺性,对缩比模型的板架结构进行改造生成畸变模型。通过对四种舰船缩尺实验方案进行水下爆炸数值计算分析,并对实际模型横剖面弯矩预测偏差进行总结,得到当缩尺比为1/4、畸变系数为3时,实验模型是能在工程精度范围内实现对原型横剖面弯矩的准确预测,同时满足制造工艺性和经济性的最终实验方案。文章的结论可为大缩尺比船模水下爆炸实验的工程应用提供参考。; 张海鹏岳永威苏罗青张阿漫姚熊亮; 关键词：水下爆炸总纵强度

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

SPH-FEM耦合算法在爆炸螺栓解锁分离过程中的应用被引量：16: 2012年; 爆炸螺栓是航空航天、武器装备等领域应用极为广泛的一种解锁分离装置,其爆炸分离过程产生的冲击激励使连接结构分离的同时,也将对周围结构产生严重的冲击破坏作用。基于计及材料强度的流体动力学控制方程,开发复合链表搜索技术及耦合SPH-FEM技术,分别采用SPH方法与有限元方法建立爆炸螺栓及其连接结构的三维数值模型,模拟分析了爆炸螺栓的解锁分离过程及结构在爆炸冲击激励作用下的动响应特性。; 初文华张阿漫明付仁杨文山; 关键词：SPH FEM 响应特性

可压缩流场中气泡脉动数值模拟被引量：7: 2012年; 在应用边界元方法对气泡动力学的研究中,绝大多数模型是建立在不压缩势流理论基础之上,针对可压缩流场中气泡运动特性的研究很少.从波动方程出发,分别在气泡运动前期和后期对波动方程进行简化,得到气泡运动局部和全局简化方程,采用双渐进方法对简化方程进行匹配,提出了考虑流场可压缩性的非球状气泡运动模型.该模型的计算结果与Prospertti等的解析结果吻合很好,气泡脉动最大半径和内部最大压力随气泡脉动逐渐减小.基于该模型对比了自由场中药包爆炸考虑可压缩性与不考虑可压缩性的计算结果,发现考虑可压缩性气泡射流速度较小,随后基于该模型计算了刚性边界下气泡的运动特性.; 王诗平孙士丽张阿漫陈玉; 关键词：气泡边界元方法

近自由面水下爆炸冲击波切断效应研究被引量：9: 2012年; 近自由面水下爆炸形成的冲击波到达自由面时会反射稀疏波,并伴随着水面的上升、破碎和飞溅等复杂物理现象。文章基于无网格SPH方法建立了近自由面水下爆炸数值模型,开发了计算程序,模拟了冲击波和自由面反射的稀疏波的相互作用过程,分析了切断现象的特性、产生机理以及对冲击波参数的影响。研究发现,爆心正上方且距自由面较近处,稀疏波作用最强;近自由面爆炸冲击波冲量可衰减为无限水域爆炸的1/3左右。文中的研究旨在探索冲击波在自由面处的传播规律,并为近自由面水下爆炸载荷的确定提供参考。; 崔杰杨文山李世铭明付仁; 关键词：水下爆炸 SPH方法

舰船水下接触爆炸数值研究被引量：4: 2010年; 计及船体外板的材料强度,基于SPH算法建立水下接触爆炸数值模型,提出混合密度、广义光滑长度等解决数值模拟中计算崩溃的问题,对舰船的水下接触爆炸进行数值模拟,计算结果和冲击波基本理论及接触爆炸试验吻合良好.结果表明,接触爆炸时钢结构会产生圆形冲塞破口,其破口大小和炸药的厚度接近,当板与炸药的正则化厚度达1.8时,板仅会发生较大的塑性变形而不会冲塞破坏.并得到钢的反射系数约为1.2,及接触爆炸钢板的近似变形公式.; 姚熊亮杨文山初文华明付仁; 关键词：SPH

基于AUTODYN的气泡与固定壁面相互作用数值模拟被引量：5: 2012年; 阐述了AUTODYN软件模拟水下爆炸气泡的原理及过程,通过球对称模型以及重力场中气泡的实验数据与AUTODYN计算结果的对比,验证其在计算气泡脉动时间和压力等方面的计算精度,并以此为基础研究近壁面水下爆炸气泡的动力学特征以及影响因素,包括无量纲距离对气泡形状的影响,固壁面对气泡最大半径、脉动周期和射流时间的影响,以及近固壁面气泡射流速度及压力的变化等,总结相关规律,为气泡的数值模拟研究提供参考。; 张伟岳永威张阿漫孙龙泉; 关键词：水下爆炸气泡射流

基于SPH方法的浅水爆炸研究被引量：4: 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

Experimental and numerical study on the growth and collapse of a bubble in a narrow tube被引量：7: 2012年; The growth, expansion and collapse of a bubble in a narrow tube are studied using both experiments and numerical simulations. In experiment, the bubble is generated by an electric spark in a water tank and recorded by a highspeed camera system. In numerical simulation, the evolution of the bubble is solved by adopting axisymmetric boundary integral equation, considering the surface tension effect. The results of experiments and numerical simulations are compared and good agreements are achieved. Both of them show that a counter-jet forms and penetrates the bubble at the end of the collapse stage, before a ring type bubble forms. Under the attraction of the tube wall due to Bjerknes force, a ring jet is generated, pointing towards the tube. On the basis of this, some physical quantities like the pressure on the tube wall and kinetic energy are calculated in a case study. The effects of tube diameters and tube lengths on the bubble＇s behaviors are also investigated.; Bao-Yu NiA-Man ZhangQian-Xi WangBin Wang

国家自然科学基金(10976008)

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