基于罚函数法的大变形冲击碰撞问题显式健壮格式

1

作者 初东阳 戎宇飞 +3 位作者 周章涛 伍星星 汪俊 王海坤 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第3期154-167,共14页

为了提高基于罚函数法的显式有限元对大变形接触-碰撞问题仿真的精确性和健壮性,基于前增量位移中心差分方法,发展了一种新的大变形接触非侵入算法。将动力方程求解步分解为不考虑接触的预估步和考虑接触的修正步,在当前时刻,采用罚函... 为了提高基于罚函数法的显式有限元对大变形接触-碰撞问题仿真的精确性和健壮性,基于前增量位移中心差分方法,发展了一种新的大变形接触非侵入算法。将动力方程求解步分解为不考虑接触的预估步和考虑接触的修正步,在当前时刻,采用罚函数法施加接触惩罚力,使其满足非侵入条件,从而提高显式接触计算的精确性;在仅能获得下一时刻位移的情况下,为了精确计算下一时刻的大变形内力,基于任意参考构型大变形理论,将动力学方程内力项映射到已知的参考构型求解,避免使用相关物理量的中间构型近似值,从而降低由大变形计算引入的数值误差。更严格的几何非线性算法以及接触算法可有效抑制实体间的非物理穿透和大变形碰撞过程中的单元畸变,提高计算程序的健壮性。对典型碰撞及侵彻算例进行仿真,并与商业软件的结果进行对比,验证了所发展的大变形接触-碰撞显式算法的正确性,并证明了在高速大变形碰撞仿真方面,当前接触-碰撞显式算法比基于蛙跳格式中心差分和罚函数法的经典接触-碰撞算法更加健壮。 展开更多

关键词 接触-碰撞 显式有限元方法 接触算法 几何大变形 罚函数法

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水下爆炸载荷下柔性支撑板架结构防护效能快速预报与优化方法

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作者 郭桐桐 郭煜 +3 位作者 余俊 陈娟 王海坤 张伦平 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期167-176,共10页

为实现柔性支撑板架结构在水下爆炸下防护效能的快速评估和设计优化,基于高置信度仿真,建立了水下爆炸作用下柔性支撑板架防护效能的评估方法并开展试验验证。采用验证后的高置信度仿真方法生成样本工况数据,并通过径向基神经网络模型... 为实现柔性支撑板架结构在水下爆炸下防护效能的快速评估和设计优化,基于高置信度仿真,建立了水下爆炸作用下柔性支撑板架防护效能的评估方法并开展试验验证。采用验证后的高置信度仿真方法生成样本工况数据,并通过径向基神经网络模型构建能快速评估柔性支撑板架结构防护效能的代理模型。结合多岛遗传算法对建立的代理模型进行防护结构高防护效能和轻量化的多目标优化并获取最优结构参数。建立的快速预报与优化方法可以为相关的结构设计优化提供重要的技术支撑。 展开更多

关键词 水下爆炸 柔性支撑板架 防护效能 抽样方法 神经网络 多目标优化

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舱室内爆下舰船结构损伤的一种计算方法

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作者 伍星星 张伦平 +3 位作者 邹浩阳 张弩 王海坤 刘建湖 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期61-67,共7页

为了评估舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤范围,设计了大尺度舱段模型,并开展了舱室内爆毁伤试验,试验后测量了舱室结构的破坏范围及破坏模式,分析了舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤机理,据此建立了舱室内爆下舰船结构... 为了评估舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤范围,设计了大尺度舱段模型,并开展了舱室内爆毁伤试验,试验后测量了舱室结构的破坏范围及破坏模式,分析了舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤机理,据此建立了舱室内爆下舰船结构损伤的计算方法。结果表明:(1)舱室内爆下形成的强冲击波载荷和准静态压力载荷可对舰船结构造成大范围的损伤,形成多种破坏模式;(2)舱室内爆下准静态压力载荷是舱室结构损伤破坏的主要毁伤元;(3)建立的舱室内爆载荷下结构损伤变形计算方法可同时考虑强冲击载荷和准静态压力载荷对结构的损伤破坏,理论计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 舱室内爆 结构损伤 冲击波载荷 准静态压力载荷

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水下爆炸作用下结构弹塑性动响应数值计算方法

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作者 戎宇飞 初东阳 +2 位作者 周章涛 刘国振 王海坤 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期696-703,I0003,共9页

针对水下爆炸强冲击载荷作用下结构塑性永久变形问题,建立流固耦合数值计算模型,采用二阶双重渐近法(DAA2)对流固耦合模型解耦,流体和结构数值模型利用分部法交错计算。流体部分对结构湿表面建立边界元模型,通过Newmark时间积分法求解二... 针对水下爆炸强冲击载荷作用下结构塑性永久变形问题,建立流固耦合数值计算模型,采用二阶双重渐近法(DAA2)对流固耦合模型解耦,流体和结构数值模型利用分部法交错计算。流体部分对结构湿表面建立边界元模型,通过Newmark时间积分法求解二阶DAA方程;结构部分基于考虑弹塑性效应的任意参考构型理论建立了有限元运动方程,采用前增量位移时间积分法进行显式求解,避免流固耦合数据交互过程中的迭代修正以简化求解流程。对水下爆炸结构动响应问题进行数值模拟,并与理论及试验结果进行对比。结果表明,在水下爆炸产生的强冲击载荷作用下结构会发生永久塑性变形,本研究方法计算得到的位移、速度、应力等结构响应量与相关参考结果相吻合。表明发展的水下爆炸流固耦合求解方法可准确模拟强冲击载荷作用下的结构弹塑性动响应,拓展了DAA2方法的应用范围。 展开更多

关键词 爆炸力学 水下爆炸 二阶双重渐近法 弹塑性 动响应 DAA2

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战斗部头部形状对侵彻钢板影响的试验与理论研究

5

作者 李楠 伍星星 +2 位作者 王海坤 张伦平 李君华 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期127-133,共7页

[目的]旨在探究战斗部头部形状对其侵彻匀质金属板性能的影响。[方法]利用92 mm滑膛炮发射平头型战斗部和尖头型战斗部侵彻Q345B与921A钢材料的靶板,通过测速靶网以及高速摄像方法对战斗部侵彻钢板前后的速度进行测量,分析侵彻靶板后战... [目的]旨在探究战斗部头部形状对其侵彻匀质金属板性能的影响。[方法]利用92 mm滑膛炮发射平头型战斗部和尖头型战斗部侵彻Q345B与921A钢材料的靶板,通过测速靶网以及高速摄像方法对战斗部侵彻钢板前后的速度进行测量,分析侵彻靶板后战斗部与靶板的毁伤模式,从而建立起不同头部形状战斗部侵彻下的理论评估方法。[结果]结果表明:战斗部头部形状对侵彻靶板后的毁伤模式以及对不同类型钢板的等效换算均具有重要影响;尖头型战斗部对靶板的毁伤以花瓣型为主,平头型战斗部以剪切冲塞为主;与贝尔金公式相比,采用改进Thomoson公式计算战斗部侵彻靶板后的剩余速度所得结果与试验结果吻合更好。[结论]所提方法及结果可用于后续对战斗部穿甲性能的评估,并可为后续大质量战斗部侵彻金属板研究提供相关依据。 展开更多

关键词 爆炸力学 毁伤特性 穿甲试验 尖头型战斗部 平头型战斗部 理论计算

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基于模糊随机理论的舰船易损性评估模型 被引量：9

6

作者 王海坤 刘建湖 +1 位作者 张效慈 潘建强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期57-64,共8页

为客观、准确地评估舰船的生命力水平,结合毁伤树、随机过程、模糊度、经验层次法、马尔科夫链等系统工程技术,建立了基于模糊随机理论的舰船易损性评估模型。对多型舰船在不同武器毁伤环境下的易损性进行评估与分析。分析结果表明,由... 为客观、准确地评估舰船的生命力水平,结合毁伤树、随机过程、模糊度、经验层次法、马尔科夫链等系统工程技术,建立了基于模糊随机理论的舰船易损性评估模型。对多型舰船在不同武器毁伤环境下的易损性进行评估与分析。分析结果表明,由于兼顾了舰船毁伤的随机性与模糊性,评估模型能够较为合理地反映舰船毁伤的可能性和破坏度,从而提高了评估结果的可信度和准确性。所建立的评估模型可作为舰船在各阶段设计和作战使用时的易损性评估与分析工具。 展开更多

关键词 系统评估与可行性分析 舰船 易损性 模糊随机 毁伤树

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水下爆炸载荷作用下细长体圆柱壳结构鞭状响应 被引量：4

7

作者 王海坤 刘建湖 +3 位作者 潘建强 汪俊 毛海斌 张伦平 《噪声与振动控制》 CSCD 2012年第6期44-48,共5页

采用2阶DAA流固解耦技术,对水下爆炸载荷作用下细长体圆柱壳结构的鞭状响应进行分析研究。经模型试验验证后,对细长体圆柱壳梁模型随不同药包爆炸方位、不同爆距及不同低频振动频率耦合程度变化时的鞭状响应进行计算,揭示圆柱壳梁模型... 采用2阶DAA流固解耦技术,对水下爆炸载荷作用下细长体圆柱壳结构的鞭状响应进行分析研究。经模型试验验证后,对细长体圆柱壳梁模型随不同药包爆炸方位、不同爆距及不同低频振动频率耦合程度变化时的鞭状响应进行计算,揭示圆柱壳梁模型在水下爆炸载荷作用下的总体低频运动特性及鞭状响应规律,为研究细长体圆柱壳结构在水下爆炸载荷作用下的鞭状效应总体损伤提供试验基础及理论方法。 展开更多

关键词 冲击 细长体圆柱壳 水下爆炸 鞭状响应 DAA方法 模型试验

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舰艇抗爆抗冲击技术现状和发展途径 被引量：45

8

作者 刘建湖 周心桃 +1 位作者 潘建强 王海坤 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第1期46-56,71,共12页

抗爆抗冲击能力是舰艇生命力的重要组成部分,直接影响着舰艇战斗力的发挥,是一项影响全舰(艇)综合性能发挥的总体能力。与世界先进的舰艇相比,我国舰艇的抗爆抗冲击能力总体上比较落后,迫切需要全面提高。提高舰艇抗爆抗冲击能力需要从... 抗爆抗冲击能力是舰艇生命力的重要组成部分,直接影响着舰艇战斗力的发挥,是一项影响全舰(艇)综合性能发挥的总体能力。与世界先进的舰艇相比,我国舰艇的抗爆抗冲击能力总体上比较落后,迫切需要全面提高。提高舰艇抗爆抗冲击能力需要从资源、技术和管理几个方面共同努力,其中技术提升是非常关键的一环,而技术途径对于技术工作的效率和效益具有很大影响。首先,从技术层面综述了国内外舰艇抗爆抗冲击技术和能力的现状与发展趋势,然后,分析了制约我国舰艇抗爆抗冲击水平提升的瓶颈问题,根据工作的轻重缓急程度,给出了提升舰艇抗爆抗冲击能力的技术途径建议,可为舰艇抗爆抗冲击研究、设计与评估工作提供参考。 展开更多

关键词 舰艇 抗爆抗冲击 易损性 恢复性 生命力

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应变率和应力三轴度对Q345B钢动态力学性能的影响研究 被引量：16

9

作者 孟利平 程远征 +3 位作者 张伦平 王海坤 汪俊 刘建湖 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1210-1220,共11页

Q345B钢是工程结构中广泛使用的低合金钢,其动态力学性能包括动态本构和动态破坏判据对于军民用钢结构的抗爆设计具有非常实用的价值。本文分别运用MTS准静态材料试验机、Instron高速材料试验机以及Hopkinson拉杆,对Q345B钢试件进行了... Q345B钢是工程结构中广泛使用的低合金钢,其动态力学性能包括动态本构和动态破坏判据对于军民用钢结构的抗爆设计具有非常实用的价值。本文分别运用MTS准静态材料试验机、Instron高速材料试验机以及Hopkinson拉杆,对Q345B钢试件进行了不同应变率的单向拉伸试验;运用电子万能试验机和电子扭转试验机对Q345B钢进行了不同初始应力三轴度的试验。根据试验结果,基于Cowper-Symonds(CS)和Johnson-Cook(JC)模型修正得到了适用于Q345B钢的本构模型。利用ABAQUS/Standard对各应力三轴度试验过程进行了模拟,确定了断裂应变与应力三轴的关系,并修正得到考虑单元尺寸影响的JC失效模型。本文的研究结果可为Q345B钢结构抗冲击设计与评估提供模型和应用方法。 展开更多

关键词 Q345B钢 动态力学性能 本构模型 失效模型

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颗粒级配对毛细水上升影响的研究 被引量：24

10

作者 张平 吴昊 +2 位作者 殷洪建 王海坤 李宝刚 《节水灌溉》 北大核心 2010年第7期24-26,共3页

为了研究颗粒级配对毛细水上升的影响,通过观察同一含水量的土样在不同颗粒大小或不同颗粒级配条件下,毛细水上升速度、高度与时间的关系,得到如下结论:①粗、中、细、极细4种粒组所组成的土样,在毛细水上升开始阶段中粒速度最大,随着... 为了研究颗粒级配对毛细水上升的影响,通过观察同一含水量的土样在不同颗粒大小或不同颗粒级配条件下,毛细水上升速度、高度与时间的关系,得到如下结论:①粗、中、细、极细4种粒组所组成的土样,在毛细水上升开始阶段中粒速度最大,随着时间的推移,颗粒越细上升的速度变得相对越快,颗粒愈粗达到最大高度所需的时间愈短。②不同颗粒级配条件下对毛细水上升高度影响较大的是极细粒组的含量,细粒含量的增大毛细水上升高度增大。同一类土毛细水上升的特征是随细颗粒含量增多相对上升速度由慢变快。 展开更多

关键词 毛细水 颗粒级配 含水层 土样

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土壤构造对毛细管水上升影响的研究 被引量：10

11

作者 张平 吴昊 +2 位作者 殷洪建 李宝刚 王海坤 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期265-267,共3页

研究土壤构造对毛细管水上升的影响及变化规律。通过观测并分析不同构造的土壤其毛细管水上升速度和高度,成层性构造土壤,当下部土壤层厚度小于该层毛细管水上升最大高度,毛细管水上升的最终高度取决于上部土壤层的性质;上部土壤层颗粒... 研究土壤构造对毛细管水上升的影响及变化规律。通过观测并分析不同构造的土壤其毛细管水上升速度和高度,成层性构造土壤,当下部土壤层厚度小于该层毛细管水上升最大高度,毛细管水上升的最终高度取决于上部土壤层的性质;上部土壤层颗粒愈细,含水量愈大,毛细管水上升速度越慢,若上部绝对隔水,毛细管水不上升。 展开更多

关键词 土壤构造 毛细管水 土壤层 渗透系数

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基于改进蚁群粒子群算法的移动机器人路径规划 被引量：14

12

作者 何少佳 史剑清 王海坤 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第4期765-770,共6页

全局静态地图下,针对蚁群算法规划机器人移动路径时存在计算时间长、搜索效率低,并且得到的优化路径转弯次数过多的问题,提出了一种改进蚁群粒子群算法:首先利用粒子群算法快速得到蚁群算法初始信息素,然后进行蚁群算法路径规划,对得到... 全局静态地图下,针对蚁群算法规划机器人移动路径时存在计算时间长、搜索效率低,并且得到的优化路径转弯次数过多的问题,提出了一种改进蚁群粒子群算法:首先利用粒子群算法快速得到蚁群算法初始信息素,然后进行蚁群算法路径规划,对得到的路径采用惯性优化,对每个节点进行遍历,当2个节点间的路径上无障碍物时,将中间节点删除,转换为优化路径。仿真实验表明,该方法与传统蚁群算法及相关改进算法相比,能有效减少迭代次数、提高搜索效率、减少转弯次数、缩短路径长度,从而提高路径质量。 展开更多

关键词 粒子群算法 蚁群算法 路径规划 移动机器人

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载荷内部子空间缩比方法在水面舰船水下爆炸鞭状响应试验上的应用(英文) 被引量：5

13

作者 刘建湖 吴有生 +1 位作者 王海坤 潘建强 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期257-267,共11页

水下爆炸载荷作用下舰船结构的鞭状运动不仅受冲击波载荷的影响,而且与气泡脉动载荷密切相关。理想条件下,水面舰船鞭状响应的缩比模型试验预测必须在离心机或增压水池内进行,这样才能保证冲击与气泡载荷在整个力学空间上的一致性,这对... 水下爆炸载荷作用下舰船结构的鞭状运动不仅受冲击波载荷的影响,而且与气泡脉动载荷密切相关。理想条件下,水面舰船鞭状响应的缩比模型试验预测必须在离心机或增压水池内进行,这样才能保证冲击与气泡载荷在整个力学空间上的一致性,这对于通常采用的大尺度模型鞭状试验来说,显然不切实际。之前,作者提出一个专门的称为载荷内部子空间的缩比模型方法(LIS Scaling Method),能够在与原型载荷条件紧密相连的特定子空间内模拟水下爆炸载荷与鞭状响应。文中将该方法用于水面舰船,通过精心设计的"原型"和"子模型"水下爆炸鞭状响应模型对比试验研究进行验证,结果表明,原型与子模型的鞭状响应通过 LIS 方法换算后,有非常好的一致性。此外,发现阻尼随模型鞭状响应的幅值而变化。 展开更多

关键词 鞭状运动 试验 舰船 水下爆炸 缩比方法 阻尼

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水下爆炸气泡射流载荷计算的新方法研究 被引量：6

14

作者 余俊 刘国振 +1 位作者 汪俊 王海坤 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期120-125,共6页

由于存在强冲击、多相界面复杂运动等强非线性效应,目前对于水下爆炸气泡运动的计算方法无法给出较为可信的水射流运动特征及其载荷形式。本文基于多相可压缩流体的five-equation计算模型,引入界面函数和界面密度压缩技术,采用5阶WENO... 由于存在强冲击、多相界面复杂运动等强非线性效应,目前对于水下爆炸气泡运动的计算方法无法给出较为可信的水射流运动特征及其载荷形式。本文基于多相可压缩流体的five-equation计算模型,引入界面函数和界面密度压缩技术,采用5阶WENO重构与HLLC近似Riemann求解器进行空间离散,时间离散采用3阶TVD Runge-Kutta法。通过上述方法来提高水下爆炸气泡溃灭过程中气-液界面的计算精度,捕捉水射流的产生、发展以及水锤冲击等典型演化过程。计算结果表明,新的计算方法能够对水下近壁面爆炸气泡的溃灭过程进行有效的模拟,初步揭示了水射流直接载荷的特征,为水射流的产生机理及其损伤效应的研究提供技术支撑。 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡崩溃 多相流 界面压缩 水射流

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土层结构对毛细水上升高度和地下水蒸发影响的研究 被引量：6

15

作者 张平 吴昊 +2 位作者 殷洪建 李宝刚 王海坤 《节水灌溉》 北大核心 2011年第3期6-8,共3页

通过观测成层性结构土毛细水上升高度和蒸发,研究土层结构对毛细水上升高度和地下水蒸发的影响,并对这些影响因素进行机理分析。研究结果表明,如果毛细水能透过下部土层迁移到上层,毛细水上升高度则由上层土性质所决定;土壤中夹层厚度... 通过观测成层性结构土毛细水上升高度和蒸发,研究土层结构对毛细水上升高度和地下水蒸发的影响,并对这些影响因素进行机理分析。研究结果表明,如果毛细水能透过下部土层迁移到上层,毛细水上升高度则由上层土性质所决定;土壤中夹层厚度如果大于该夹层土毛细水所能上升的最大高度,毛细水不能透过夹层迁移到上部土层参与蒸发。 展开更多

关键词 土层构造 毛细水 基模势 蒸发

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基于相变松弛法则的水下爆炸空化模型研究 被引量：3

16

作者 余俊 王海坤 +3 位作者 刘建湖 汪俊 毛海斌 周章涛 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期684-690,共7页

水下爆炸过程中存在着大量的空化现象,空化的产生、演化及其溃灭过程对于水下冲击波传播、爆炸气泡运动以及水下结构物冲击损伤都会产生重要影响。本文基于多相可压缩流体理论模型,考虑空化发生过程中汽-液两相流体亚平衡状态下两相之... 水下爆炸过程中存在着大量的空化现象,空化的产生、演化及其溃灭过程对于水下冲击波传播、爆炸气泡运动以及水下结构物冲击损伤都会产生重要影响。本文基于多相可压缩流体理论模型,考虑空化发生过程中汽-液两相流体亚平衡状态下两相之间发生的热力学-化学平衡机制,分析汽-液两相介质之间的质量和热量交换,从而实现对相变过程的自动捕捉。该系统的控制方程采用分步法处理,首先利用二阶MUSCL-Hancock格式和HLLC黎曼求解器来求解齐次双曲型方程,再采用牛顿迭代法求解相变方程。数值测试结果表明,本文的计算模型对于空化相变过程具有较好的捕捉能力。最后将该模型应用到水下近水面爆炸空化的数值模拟当中,研究发现空泡的溃灭压力峰值约为冲击波压力峰值的15%,有效作用时间是冲击波载荷有效作用时间的2倍以上。本文的空化相变模型能够为水下爆炸空化现象的机理研究提供重要支撑。 展开更多

关键词 多相可压缩流体 空化相变模型 水下爆炸 黎曼求解器 MUSCL-Hancock格式

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金属材料动态力学参数试验获取方法 被引量：2

17

作者 程远征 刘建湖 +4 位作者 潘建强 孟利平 王海坤 毛海斌 杨静 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第10期107-112,共6页

获取合理的金属材料动态本构,需要试验提供准确的材料动态力学参数。目前大多数试验采用准静态材料试验机和霍普金森杆进行,导致中、低段应变率试验数据的缺失,为对数据进行补充,该文在上述两种试验装置基础上,采用Instron高速材料试验... 获取合理的金属材料动态本构,需要试验提供准确的材料动态力学参数。目前大多数试验采用准静态材料试验机和霍普金森杆进行,导致中、低段应变率试验数据的缺失,为对数据进行补充,该文在上述两种试验装置基础上,采用Instron高速材料试验机,对Q345钢进行动态拉伸试验,得到覆盖较广应变率的试验数据,并对试验试件的设计和修正、试验数据的处理方法以及Q345钢动态本构模型的拟合方法开展研究,总结形成一套系统的金属材料动态力学参数的试验获取方法,为建立其他材料的动态本构模型提供依据。 展开更多

关键词 Instron高速材料试验机 应变率 材料动态力学参数 试验方法

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基于红外感应的超声波驱鸟器 被引量：6

18

作者 闵建平 夏震 +4 位作者 梁烨 王海坤 马程远 魏来 李海英 《信息技术》 2013年第10期31-34,共4页

为减少和避免鸟害事故的发生,利用反射式红外传感器和超声波发生器,设计了一种红外感应驱鸟器。分析了脉冲型红外传感器的感应原理,探讨了红外线收发头距离、数量以及鸟的大小、飞行速度对感应距离的影响。引入高频低声强超声波驱鸟系统... 为减少和避免鸟害事故的发生,利用反射式红外传感器和超声波发生器,设计了一种红外感应驱鸟器。分析了脉冲型红外传感器的感应原理,探讨了红外线收发头距离、数量以及鸟的大小、飞行速度对感应距离的影响。引入高频低声强超声波驱鸟系统,并就超声波传输距离及声强衰减进行分析。实验结果表明,硬件电路简单,系统抗光干扰性强,超声波发射距离远,环保性强,可以达到有效驱鸟效果。 展开更多

关键词 输电线路 鸟害 驱鸟器 红外 超声波

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基于γ界面捕捉模型的近场水下爆炸数值模拟（英文） 被引量：1

19

作者 余俊 潘建强 +1 位作者 王海坤 毛海斌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期641-653,共13页

随着对水下爆炸现象研究的逐步深入,近场水下爆炸的数值模拟研究越来越受到重视。近场水下爆炸数值模拟当中的主要难点在于多相流运动以及界面捕捉方法的研究。文章提出一种较为稳定的近场水下爆炸数值模拟方法,其包含了五阶WENO重构以... 随着对水下爆炸现象研究的逐步深入,近场水下爆炸的数值模拟研究越来越受到重视。近场水下爆炸数值模拟当中的主要难点在于多相流运动以及界面捕捉方法的研究。文章提出一种较为稳定的近场水下爆炸数值模拟方法,其包含了五阶WENO重构以及HLLC近似黎曼求解器的格式,对于多相流界面的捕捉方法基于γ模型。文中的求解格式通过了一维激波管问题以及二维轴对称问题的验证,计算结果与理论解和实验结果吻合较好。在此基础上将该方法推广到近场水下爆炸过程中冲击波传播以及近水面爆炸现象的模拟,模拟结果较为满意。该文的研究方法能够为后续的近场水下爆炸过程中的空泡以及水射流的研究提供指导。 展开更多

关键词 可压缩多相流 界面捕捉 近场水下爆炸 γ模型 WENO重构 HLLC求解器

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水面浮体结构底部水下爆炸气泡崩溃射流试验研究 被引量：1

20

作者 汪俊 王海坤 +3 位作者 唐家炜 张国平 徐良浩 伍星星 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期1395-1407,共13页

本文通过开展不同尺度的水面浮体结构水下爆炸气泡射流试验,研究水面浮体结构尺寸与底部方位爆炸时发生水射流的关系,开展细长型水面浮体结构底部爆炸时,距径比(爆距与气泡的最大半径之比)在0.2~1.4范围内冲击波、气泡脉动及水射流载荷... 本文通过开展不同尺度的水面浮体结构水下爆炸气泡射流试验,研究水面浮体结构尺寸与底部方位爆炸时发生水射流的关系,开展细长型水面浮体结构底部爆炸时,距径比(爆距与气泡的最大半径之比)在0.2~1.4范围内冲击波、气泡脉动及水射流载荷下结构的加速度、应变响应研究,并采用高速摄像机观测爆炸气泡与结构的相互作用过程,同时采用粒子图像测速仪(PIV)测量得到了典型工况下水射流产生的速度。试验结果表明,底部方向产生射流的条件不仅与距径比相关,而且还与水面浮体结构排水体积的等效半径与爆炸气泡的最大半径的比值相关。 展开更多

关键词 水下爆炸 浮体结构 气泡崩溃 水射流 PIV技术

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