收放伞绳对十字型伞静态气动特性影响的数值模拟研究

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作者 胡俊 于菲 于勇 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期10-17,共8页

为研究十字型降落伞作为主动控制装置时,其可控性与气动特性的规律,建立了不同伞绳收缩比δ为0、10.0%、12.5%、15.0%、20.0%、25.0%时十字型伞无限质量充气的有限元模型,基于任意拉格朗日-欧拉方法进行数值模拟,分析了十字型降落伞收... 为研究十字型降落伞作为主动控制装置时,其可控性与气动特性的规律,建立了不同伞绳收缩比δ为0、10.0%、12.5%、15.0%、20.0%、25.0%时十字型伞无限质量充气的有限元模型,基于任意拉格朗日-欧拉方法进行数值模拟,分析了十字型降落伞收缩伞绳,引起伞面几何构型不对称对气动特性的影响.结果表明:不同攻角为0°、5°、10°时,十字型降落伞的平均阻力系数随伞绳收缩比δ的增大而减小;十字型伞的瞬时升力峰值随着伞绳收缩比δ的增加而增大,方向始终由伞绳收缩一侧指向另一侧,具有较强的时变特性. 展开更多

关键词 十字型降落伞 伞绳收缩 气动特性 数值模拟 任意拉格朗日欧拉方法

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下卧软弱夹层地基ALE法强夯加固数值分析

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作者 李岳 彭梦凯 +3 位作者 蔡靖 刘文俊 水伟厚 董炳寅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期142-149,199,共9页

随着高能级强夯快速发展,软弱夹层对地基加固影响问题凸显,其吸能缓冲作用机理尚不清晰,夯击参数选取经验性强。基于现场试验和任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler, ALE)法强夯加固仿真开展地基应力波传播过程研究,探讨下卧软... 随着高能级强夯快速发展,软弱夹层对地基加固影响问题凸显,其吸能缓冲作用机理尚不清晰,夯击参数选取经验性强。基于现场试验和任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler, ALE)法强夯加固仿真开展地基应力波传播过程研究,探讨下卧软弱夹层对加固效果影响机理。对夯击能级、夹层埋深、夹层厚度等因素进行参数研究,改进强夯参数设计流程。结果表明:软弱夹层对夯击应力波向下传播过程有迟滞作用,地基应力场在此深度内发生断层;当首击地基加固深度为1/2软弱夹层埋深时,可兼顾能级控制与施工效率需要;当软弱夹层埋深大于10 m或厚度超过2 m时加固难度较大,需配合其他工法共同加固处理。 展开更多

关键词 强夯 软弱夹层 任意拉格朗日-欧拉(ALE)法 夯击参数 地基加固

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水下中远场爆炸冲击波作用下航行体表面动态响应分析 被引量：1

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作者 张勇 肖正明 +3 位作者 段浩 伍星 卢敏 王浩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2341-2350,共10页

针对水下中远场爆炸作用下航行体表面动态响应复杂、预测困难的问题,基于任意欧拉-拉格朗日数值算法,考虑自由面对冲击波反射的影响,利用爆炸相似理论细化模型网格,运用有限元软件对水下爆炸模型进行求解。分析冲击波作用下航行体表面... 针对水下中远场爆炸作用下航行体表面动态响应复杂、预测困难的问题,基于任意欧拉-拉格朗日数值算法,考虑自由面对冲击波反射的影响,利用爆炸相似理论细化模型网格,运用有限元软件对水下爆炸模型进行求解。分析冲击波作用下航行体表面动态应力峰值出现的时间和区域,并对其动态响应随当量、爆距及水深的变化规律进行研究。利用数值拟合方法得到航行体表面动态应力方程,并通过决定系数验证其可靠性,在定当量、爆距情况下可直接求解其动态应力。研究结果表明:当量增加,动态应力在相同爆距区间内衰减速率增大;爆距增大,动态应力在相同当量区间内增长速率降低;深度每下降100 m,动态应力增长20 MPa左右。所得研究结果可为中远场水下爆炸作用下航行体安全防护和抗冲击研究提供一定参考。 展开更多

关键词 水下航行体 中远场水下爆炸 任意欧拉-拉格朗日方法 爆炸相似理论 动态响应

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基于任意拉格朗日欧拉方法的射流破土仿真分析

4

作者 吴尚华 鲁滢 +3 位作者 武硕 尹原超 张陶 岳前进 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期162-171,共10页

基于任意拉格朗日-欧拉方法对射流破土过程进行仿真分析。以琼州海峡黏土质砂为研究对象,选用MAT-FHWA-SOIL模型建立土体材料本构。运用LS_DYNA软件建立包括射流源、喷嘴、水域及土体的仿真模型,探究射流破土机理。并讨论射流关键参数... 基于任意拉格朗日-欧拉方法对射流破土过程进行仿真分析。以琼州海峡黏土质砂为研究对象,选用MAT-FHWA-SOIL模型建立土体材料本构。运用LS_DYNA软件建立包括射流源、喷嘴、水域及土体的仿真模型,探究射流破土机理。并讨论射流关键参数对破土效果的影响,对射流压力、喷嘴直径、射流靶距进行单因素研究。研究发现在其他射流参数不变的情况下,射流压力增大1倍,最大冲坑深度也增大1倍;土体的冲蚀体积会随着射流压力的增大而增加,与射流时间近似呈线性关系;喷嘴直径从5 cm增大到9 cm时,最大冲坑深度增幅为43%。在20~60 cm之间的射流靶距对清理效果的影响较小。该研究可为海底电缆抢修的射流破土作业过程提供依据。 展开更多

关键词 射流破土 任意拉格朗日-欧拉法 冲坑深度 过程仿真

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基于ALE的降落伞充气过程数值仿真 被引量：18

5

作者 程涵 余莉 李胜全 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期290-293,共4页

采用任意拉格朗日-欧拉法(Arbitrary Lagrange Euler method,ALEM)流固耦合方法模拟某模型伞在低速气流作用下充气展开过程。计算获得了充气过程中伞衣应力、流场速度矢量、压力以及伞衣半径变化等结果。与试验对比,开伞过程相同,同样... 采用任意拉格朗日-欧拉法(Arbitrary Lagrange Euler method,ALEM)流固耦合方法模拟某模型伞在低速气流作用下充气展开过程。计算获得了充气过程中伞衣应力、流场速度矢量、压力以及伞衣半径变化等结果。与试验对比,开伞过程相同,同样出现了伞衣顶部塌陷、抖动等现象。通过对数值结果的分析解释了伞衣抖动以及风洞试验中伞底拍动产生巨大噪声的原因,同时预测开伞过程中的危险截面。 展开更多

关键词 气动减速器 开伞过程 任意拉格朗日-欧拉法 无限质量

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折叠降落伞展开过程研究 被引量：12

6

作者 程涵 余莉 +1 位作者 李少腾 冯云明 《航天返回与遥感》 2012年第2期1-6,共6页

为更好地从机理上研究折叠降落伞的展开过程,文章首先采用基于初始矩阵修正的直接折叠法建立了降落伞的折叠模型,并对该模型使用任意拉格朗日-欧拉法模拟了无限质量情况下不同风速、不同引导伞作用下开伞情况。计算结果证明了引导伞经... 为更好地从机理上研究折叠降落伞的展开过程,文章首先采用基于初始矩阵修正的直接折叠法建立了降落伞的折叠模型,并对该模型使用任意拉格朗日-欧拉法模拟了无限质量情况下不同风速、不同引导伞作用下开伞情况。计算结果证明了引导伞经验设计的有效性,但同时发现个别情况下经验设计过于粗糙,容易导致出现不良充气状态。文章的研究内容对降落伞设计、优化具有指导意义。 展开更多

关键词 任意拉格朗日-欧拉法 折叠 引导伞 降落伞

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基于ALE方法的开缝降落伞充气过程研究 被引量：11

7

作者 高兴龙 高庆玉 +1 位作者 张青斌 唐乾刚 《航天返回与遥感》 2013年第1期13-20,共8页

为了解某型空投救生伞(平面圆开缝)的开伞特性,文章对其充气过程进行了数值模拟研究。建立了降落伞结构以及流场的计算力学和数值仿真模型,并利用任意拉格朗日-欧拉耦合方法计算得到了流固耦合作用下有缝降落伞的伞衣投影面积和充气过... 为了解某型空投救生伞(平面圆开缝)的开伞特性,文章对其充气过程进行了数值模拟研究。建立了降落伞结构以及流场的计算力学和数值仿真模型,并利用任意拉格朗日-欧拉耦合方法计算得到了流固耦合作用下有缝降落伞的伞衣投影面积和充气过载的数值结果;同时给出了伞衣外形的三维变化结果及流场衍变特性。仿真结果验证了任意拉格朗日-欧拉有限元方法对于开缝型降落伞充气过程数值计算的收敛性和有效性,可用于降落伞试验的模拟和技术验证。 展开更多

关键词 流固耦合 任意拉格朗日-欧拉方法 充气过程 开缝降落伞

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基于SPH-ALE方法的波浪水槽数值模拟 被引量：6

8

作者 李雪临 路宽 +4 位作者 韩林生 王静 王花梅 石建军 朱锐 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2016年第6期39-43,共5页

为了精确模拟波浪传播,基于光滑粒子流体动力学及任意拉格朗日欧拉(SPH-ALE)方法建立二维数值波浪水槽,在原SPH方法中引入近似黎曼求解器替代人工黏性项,采用排斥力边界条件防止流体粒子穿透固边界,海绵层内采用指数型衰减函数来消除水... 为了精确模拟波浪传播,基于光滑粒子流体动力学及任意拉格朗日欧拉(SPH-ALE)方法建立二维数值波浪水槽,在原SPH方法中引入近似黎曼求解器替代人工黏性项,采用排斥力边界条件防止流体粒子穿透固边界,海绵层内采用指数型衰减函数来消除水槽末端的波浪反射,并对规则波的传播进行数值模拟。结果表明:与采用人工黏性项的原SPH方法相比,SPH-ALE方法能够无衰减地模拟波浪传播,并可有效减小固边界附近的粒子压力振荡。 展开更多

关键词 波浪传播 光滑粒子 流体动力学 任意拉格朗日欧拉方法 数值模拟 波浪水槽 排斥力边界条件 海绵层

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三维液体大幅晃动及其抑制的数值模拟 被引量：14

9

作者 岳宝增 刘延柱 王照林 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期1036-1039,共4页

利用 AL E( Arbitrary L agrange- Euler)有限元方法 ,以速度和压力为基本变量 ,数值模拟了圆筒形贮腔中不可压粘性三维液体的大幅晃动问题 .为了避免混合插值在求解三维问题中的数值计算麻烦 ,推导了分步插值的有限元计算格式 ,得到了... 利用 AL E( Arbitrary L agrange- Euler)有限元方法 ,以速度和压力为基本变量 ,数值模拟了圆筒形贮腔中不可压粘性三维液体的大幅晃动问题 .为了避免混合插值在求解三维问题中的数值计算麻烦 ,推导了分步插值的有限元计算格式 ,得到了横向强迫晃动下的速度及压力响应 .根据工程需要 ,对带有圆环形肋板的圆筒形贮腔中的非线性晃动进行了数值模拟计算 ,得到了强迫激励下的速度及压力响应 ,并将得出的一些重要结论与有关实验结果进行了对比分析 . 展开更多

关键词 大幅晃动 液体晃动 有限元法 数值模拟

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涡环旋转伞流固耦合特性分析 被引量：3

10

作者 马晓冬 郭锐 +1 位作者 刘荣忠 吕胜涛 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期84-89,共6页

以一种典型的涡环旋转伞为研究对象,采用任意拉格朗日-欧拉流固耦合方法模拟其在无限质量条件下的充气展开过程。计算得到了涡环旋转伞的充气展开和转速、开伞动载等时程变化曲线以及稳态阶段伞周围流场变化规律、伞衣织物的结构强度等... 以一种典型的涡环旋转伞为研究对象,采用任意拉格朗日-欧拉流固耦合方法模拟其在无限质量条件下的充气展开过程。计算得到了涡环旋转伞的充气展开和转速、开伞动载等时程变化曲线以及稳态阶段伞周围流场变化规律、伞衣织物的结构强度等流固耦合特性。结果表明:涡环旋转伞在来流12m/s时稳定转速约为3.1r/s,伞衣幅充满外形饱满,与伞塔试验结果吻合;稳态阶段涡环旋转伞上方产生大量涡核,涡核中心的连线类似于空间螺旋线;涡环旋转伞的阻力系数大于一般结构轴对称降落伞;伞衣幅与伞绳连接区域以及边缘区域应力明显高于伞衣幅平均应力水平。 展开更多

关键词 涡环旋转伞 充气展开 任意拉格朗日-欧拉方法 流固耦合

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强夯置换的ALE法仿真与夯击参数研究 被引量：7

11

作者 李岳 刘文俊 +3 位作者 蔡靖 戴轩 水伟厚 董炳寅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1471-1479,共9页

为揭示强夯置换动态变形特征与地基加固变化规律,将基于有限差分原理的ALE法引入强夯置换仿真分析,建立三维ALE法强夯置换动力分析模型,模拟单次夯击与连续强夯置换地基加固过程,分析不同夯击参数对高能级强夯置换加固效果影响并应用于... 为揭示强夯置换动态变形特征与地基加固变化规律,将基于有限差分原理的ALE法引入强夯置换仿真分析,建立三维ALE法强夯置换动力分析模型,模拟单次夯击与连续强夯置换地基加固过程,分析不同夯击参数对高能级强夯置换加固效果影响并应用于工程实例。结果表明:ALE法可描述碎石填料夯击流动变形,实现连续强夯置换仿真;回填碎石对夯击能吸收作用可削弱夯击地基加固效果,故采取“少填多夯”方式较合理;针对8000 kN·m高能级强夯置换,采用2.5 m夯锤直径有利于地基加固深度向下发展;夯锤高径比在0.3~0.5时能充分利用夯击能形成承载力均衡的复合地基结构,研究结论可为夯击参数比选提供依据。 展开更多

关键词 强夯置换 ALE法 静接地压力 置换墩 地基加固深度

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用任意拉格朗日欧拉法分析桥梁振动绕流问题 被引量：1

12

作者 洪亮 张伟 +1 位作者 周志勇 徐秉汉 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第3期62-65,共4页

应用任意拉格朗日欧拉方法对具有典型流线型桥断面进行气弹性分析,得到升力系数以及力矩系数历程,然后用最小二乘法得到气动导数,计算气动导数与实验有较好的一致性,证明了该方法可以进行桥梁振动气动设计,为模拟流固耦合问题提供一个... 应用任意拉格朗日欧拉方法对具有典型流线型桥断面进行气弹性分析,得到升力系数以及力矩系数历程,然后用最小二乘法得到气动导数,计算气动导数与实验有较好的一致性,证明了该方法可以进行桥梁振动气动设计,为模拟流固耦合问题提供一个重要方法。 展开更多

关键词 任意拉格朗日欧拉方法 气动导数 流固耦合

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基于强夯应力波传播模型的夯击参数研究 被引量：4

13

作者 刘文俊 李岳 +3 位作者 蔡靖 戴轩 水伟厚 董炳寅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期427-435,共9页

夯击参数比选是决定强夯地基处理经济性与加固效果的关键环节,当前主要依靠试夯结果确定停夯标准及参数调整。对此,建立了非辐射平面发射型一维强夯应力波传播模型,推导了单次夯击作用下波阵面应力沿土体深度的分布,揭示了地基压密变形... 夯击参数比选是决定强夯地基处理经济性与加固效果的关键环节,当前主要依靠试夯结果确定停夯标准及参数调整。对此,建立了非辐射平面发射型一维强夯应力波传播模型,推导了单次夯击作用下波阵面应力沿土体深度的分布,揭示了地基压密变形、剪切波横向扩散和土体阻尼特性3种独立因素耗能作用的机制,基于应力衰减规律探讨了加固深度分层标准、应力波传播与能量耗散过程。结果表明:当静接地压力由40.8 kPa增至122.3 kPa时,地基加固深度显著增加,同等静接地压力下提高落距和增大夯锤半径对地基加固效果提升有限;采用偏重锤低落特征的夯击参数组合对应力波向土体深层传播更为有利;随着土体深度增加,应力波时程依次呈现冲击加固、振动密实与弹性振动特征,冲击加固区深度可参照5%体应变等值线包络地基范围估计;依据任意拉格朗日-欧拉法仿真结果对单次强夯理论解进行修正,得出了连续夯击地基加固深度计算流程;通过对比现场检测结果可优化夯击参数,提高施工效率及经济性。 展开更多

关键词 强夯 应力波 夯击参数 任意拉格朗日-欧拉法 参数比选

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PBM算法在近场爆炸数值模拟中的运用研究 被引量：2

14

作者 徐自强 王丽娟 +3 位作者 朱洁 李闯 宋长杰 时小凡 《爆破》 CSCD 北大核心 2022年第1期29-35,共7页

为探究爆炸粒子算法(PBM)在近场爆炸问题中的适用性,分别采用PBM法及任意拉格朗日-欧拉算法(ALE&S-ALE),开展AL-6XN不锈钢板近场爆炸的仿真模拟。结合T B rvik的试验结果,对比了ALE、S-ALE和PBM方法的计算精确度和运算效率;采用PBM... 为探究爆炸粒子算法(PBM)在近场爆炸问题中的适用性,分别采用PBM法及任意拉格朗日-欧拉算法(ALE&S-ALE),开展AL-6XN不锈钢板近场爆炸的仿真模拟。结合T B rvik的试验结果,对比了ALE、S-ALE和PBM方法的计算精确度和运算效率;采用PBM算法对不同爆心距的钢板近场爆炸工况进行仿真计算,分析了粒子总数和粒子个数比对PBM算法计算精度的影响;通过对150 mm爆心距、球状C4炸药近场爆炸场景进行仿真,分析了不同算法运算时效占比规律。结果表明:不同工况下PBM算法得到的钢板挠度最大误差为20%,离散系数0.12,优于ALE和S-ALE算法;相同的网格划分,PBM算法运算用时仅为ALE和S-ALE算法的十分之一;粒子总数一定时,粒子数量比越接近粒子质量比或粒子个数比一定,粒子总数越多,PBM算法精度越高,模拟效果越好。 展开更多

关键词 近场爆炸 数值模拟 模拟方式 任意拉格朗日-欧拉算法 PBM算法

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爆炸消减钢桥面顶板-纵肋焊接残余应力的模拟分析 被引量：2

15

作者 马斌 邓扬 刘涛磊 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第8期3011-3019,共9页

焊接残余应力会严重影响正交异性钢桥面的疲劳强度和使用寿命。爆炸处理方法已在冶金设备、压力容器及海上采油设施等大型焊接结构的残余应力消减中得到了应用,提出了焊接-爆炸处理全过程数值模拟流程,分析了顶板-纵肋焊接连接残余应力... 焊接残余应力会严重影响正交异性钢桥面的疲劳强度和使用寿命。爆炸处理方法已在冶金设备、压力容器及海上采油设施等大型焊接结构的残余应力消减中得到了应用,提出了焊接-爆炸处理全过程数值模拟流程,分析了顶板-纵肋焊接连接残余应力变化过程,考察了爆炸处理对钢桥面板顶板-纵肋焊接残余应力的消减效果。首先,采用热-结构间接耦合分析方法模拟了顶板-纵肋焊接连接的焊接过程,使用生死单元法模拟焊缝金属的填充及热源输入过程,得到了动态温度场和应力场。然后,采用LS-DYNA显式动力分析软件,基于任意拉格朗日-欧拉法(arbitrary Lagrange-Euler algorithm,ALE)和流固耦合算法模拟了爆轰波与顶板-纵肋焊接连接的相互作用过程。结果表明:焊接过程在焊趾处引起的横向残余应力高达112 MPa,纵向残余应力高达117 MPa;爆炸处理后焊趾处横向残余应力消减幅度达159 MPa,纵向残余应力消减幅度达278 MPa。表明该方法可使焊接区域残余应力产生重分布,从而有效消减残余应力。分析结果可为类似桥梁的残余应力消减处理提供技术参考。 展开更多

关键词 正交异性钢桥面 焊接残余应力 爆炸处理 任意拉格朗日-欧拉法(ALE) 流固耦合

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软体罐的流固耦合数值模拟及薄膜力分析

16

作者 吴倩倩 曹志凯 +1 位作者 李薇 吴雪娥 《厦门大学学报(自然科学版)》 2025年第5期830-838,共9页

[目的]为提高大型软体罐的安全性,需在设计时对软体罐罐体所受的薄膜力进行评估分析,因此利用LS-DYNA软件建立软体罐薄膜力数值分析模型.[方法]首先采用控制体积法模拟软体罐充液过程得到充液后的初始形状;然后使用结构化任意拉格朗日欧... [目的]为提高大型软体罐的安全性,需在设计时对软体罐罐体所受的薄膜力进行评估分析,因此利用LS-DYNA软件建立软体罐薄膜力数值分析模型.[方法]首先采用控制体积法模拟软体罐充液过程得到充液后的初始形状;然后使用结构化任意拉格朗日欧拉(S-ALE)方法建立流固耦合模型,通过曲率分析方法验证薄膜力计算结果;最后探究充液高度和软体罐长宽比对薄膜力的影响规律.[结果]相较于传统ALE方法,S-ALE方法能有效解决模拟过程中储液渗漏问题,提高薄膜力计算精度.充液高度是影响薄膜力的主要因素,设计软体罐时应适当降低充液高度,对于热塑性聚氨酯材料应当将充液高度控制在1.80 m以下.软体罐的长宽比增大会使软体罐表面曲率变化增大,导致薄膜力增大,因此设计软体罐时应尽量减小长宽比.[结论]本研究采用LS-DYNA软件模拟内部载荷对软体罐薄膜力的影响,为软体罐的结构设计提供了参考. 展开更多

关键词 软体罐 薄膜力 结构化任意拉格朗日欧拉方法 控制体积法

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