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基于势-黏流双向耦合的不同主尺度双浮体水动力干扰研究
1
作者 李福建 刘学勤 +2 位作者 李丹 孟巍 康庄 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期72-79,共8页
[目的]在两浮体并靠作业时,由于浮体间距较近,在水动力干扰作用下,极易引发间隙内大幅波浪振荡和两浮体大幅运动响应,严重威胁作业安全。因此,开展不同主尺度双浮体间的水动力干扰特性研究。[方法]采用势-黏流双向耦合方法,建立数值波... [目的]在两浮体并靠作业时,由于浮体间距较近,在水动力干扰作用下,极易引发间隙内大幅波浪振荡和两浮体大幅运动响应,严重威胁作业安全。因此,开展不同主尺度双浮体间的水动力干扰特性研究。[方法]采用势-黏流双向耦合方法,建立数值波浪水池,并结合重叠网格技术模拟双浮体的运动特性,对规则波中不同主尺度双浮体的水动力干扰问题进行研究。首先,对相同主尺度双浮体间隙的水动力共振现象进行数值模拟,并与实验数据进行对比,验证所构建数值模型的准确性。在此基础上,开展规则波中不同主尺度双浮体垂荡运动的模拟研究,分析不同浮体布置工况对双浮体垂向运动响应的影响。[结果]结果表明,相比于CFD方法,势-黏流双向耦合方法计算效率更高,且与实验数据的对比结果验证了其准确性。在高频工况下,两浮体倾向于反相位运动,且当较大浮体位于上游时,其对下游小浮体有显著的遮蔽效应。[结论]采用势-黏流双向耦合方法,验证了双浮体水动力干扰模型的准确性,揭示了高频下两浮体的反相位运动及大浮体上游时的遮蔽效应,为优化浮体布置和提升作业安全提供了理论依据。 展开更多
关键词 势-黏流双向耦合方法 两浮体 水动力 干扰 遮蔽效应
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基于双向流-固耦合的大展弦比机翼疲劳寿命分析 被引量：1
2
作者 李金洋 王军利 +2 位作者 雷帅 冯钰茹 杜天玮 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1207-1213,共7页
以大展弦比机翼为研究对象,基于Miner线性累积损伤理论并利用有限元分析方法计算了不同攻角下大展弦比机翼的疲劳寿命。首先,以N-S方程为基础,使用双向流-固耦合方法求解了巡航状态下机翼结构的位移,应力以及应变。其次,对机翼进行疲劳... 以大展弦比机翼为研究对象,基于Miner线性累积损伤理论并利用有限元分析方法计算了不同攻角下大展弦比机翼的疲劳寿命。首先,以N-S方程为基础,使用双向流-固耦合方法求解了巡航状态下机翼结构的位移,应力以及应变。其次,对机翼进行疲劳寿命分析,得到了机翼结构疲劳薄弱位置和不同攻角下的寿命情况。结果表明:大展弦比机翼疲劳薄弱位置易出现在翼尖前缘和翼根处,前缘的寿命从翼尖沿着机翼展向向翼根处增加;机翼的寿命情况与攻角的改变以及翼型参数密切相关,且在给定飞行工况下,一般会存在一个寿命最大攻角。 展开更多
关键词 大展弦比 有限元方法 双向流-固耦合 疲劳寿命
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考虑流-结构耦合的体积约束拓扑优化
3
作者 王旭东 王德石 岳鹏飞 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2020年第1期32-37,共6页
为实现流-结构耦合的结构拓扑优化设计,首先分别以水下结构固有频率和结构刚度最大化为目标,建立了渐进结构拓扑优化模型;然后,改进了网格独立滤波方法,提出单元尺寸滤波方法,将优化方法推广至设计域中单元尺寸存在差异较大情况的问题;... 为实现流-结构耦合的结构拓扑优化设计,首先分别以水下结构固有频率和结构刚度最大化为目标,建立了渐进结构拓扑优化模型;然后,改进了网格独立滤波方法,提出单元尺寸滤波方法,将优化方法推广至设计域中单元尺寸存在差异较大情况的问题;最后,推导了目标函数以及在约束条件下的单元灵敏度,并采用双向渐进结构优化法对结构进行迭代计算。结果表明:刚度优化结果拓扑结构清晰,同时优化结构中未出现棋盘格现象,迭代过程收敛平稳;频率优化结果中,固有频率较初始设计域提升明显,优化效果显著,证明了单元尺寸独立滤波方法的有效性。 展开更多
关键词 流-结构耦合 刚度优化 频率优化 双向渐进优化方法
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