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基于耦合的欧拉-拉格朗日法的边坡稳定性分析 被引量:2
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作者 郝晓敏 李泽莹 赵燕兵 《中国农村水利水电》 北大核心 2022年第10期138-142,共5页
目前边坡稳定性分析以小变形有限元研究为主,且边坡失稳判据的选取存在争议。基于大变形有限元分析技术耦合的欧拉-拉格朗日CEL法,研究土质边坡的稳定性。考察了网格尺寸、计算时长和初始地应力对模型计算结果的影响;探讨了能量突变法... 目前边坡稳定性分析以小变形有限元研究为主,且边坡失稳判据的选取存在争议。基于大变形有限元分析技术耦合的欧拉-拉格朗日CEL法,研究土质边坡的稳定性。考察了网格尺寸、计算时长和初始地应力对模型计算结果的影响;探讨了能量突变法判据和塑性区贯通判据在CEL法中的适用性;通过与已有的数值计算结果对比,验证了CEL模型的可靠性。通过对不同判据间的对比分析,建议CEL法采用能量突变法判据;针对塑性区贯通判据,提出了临界累计塑性应变P_(c)的概念,量化了塑性区贯通判据求得的边坡稳定性系数;基于参数考察获得的113个算例的计算结果,拟合得到了用于计算土质边坡稳定性系数的经验公式,并验证了经验公式的有效性。 展开更多
关键词 土质边坡 大变形有限元 耦合的欧拉-拉格朗日 失稳判据 经验公式
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桶形基础液压下沉过程的耦合欧拉-拉格朗日有限元法分析 被引量:17
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作者 闫澍旺 林澍 +2 位作者 霍知亮 楚剑 郭伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期247-252,共6页
由于结构物贯入时网格变形过大而产生扭曲畸变等问题,常会造成岩土工程下沉贯入领域的数值分析收敛困难甚至计算结果失真。采用合适的数值方法分析此类问题颇具挑战性。传统的有限元模拟方法往往会出现收敛困难、作出不合理的假设以及... 由于结构物贯入时网格变形过大而产生扭曲畸变等问题,常会造成岩土工程下沉贯入领域的数值分析收敛困难甚至计算结果失真。采用合适的数值方法分析此类问题颇具挑战性。传统的有限元模拟方法往往会出现收敛困难、作出不合理的假设以及需要依赖用户的专业网格重划分和插值程序等问题。耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)分析方法结合了拉格朗日网格与欧拉网格的优点,可以有效地解决有关大变形和材料破坏等诸多问题。通过位移控制法和力控制法两种下沉方式,进行桶形基础室内液压下沉模型试验,得出不同强度的黏土中桶形基础下沉阻力和下沉深度的关系及土塞高度。应用CEL有限元法进行模拟,计算结果与试验结果较为符合。采用的CEL有限元模拟方法不仅可对桶形基础自重下沉和液压下沉进行预测,也可为其他海洋基础结构的贯入模拟提供有益参考。 展开更多
关键词 岩土工程 下沉 耦合欧拉-拉格朗日方法 桶形基础 土塞
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泡状流相分布及湍流结构的欧拉-拉格朗日双向耦合数值研究 被引量:4
3
作者 庞明军 魏进家 +1 位作者 刘海燕 宇波 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1-5,共5页
使用欧拉-拉格朗日双向耦合数值模拟方法对泡状流的相分布及气泡对液相湍流产生的影响做了详细的调查.液相的速度场采用直接数值模拟方法求解,气泡的运动轨迹由牛顿运动方程计算.相间的耦合是把相间作用力作为液相动量方程的源相来实现... 使用欧拉-拉格朗日双向耦合数值模拟方法对泡状流的相分布及气泡对液相湍流产生的影响做了详细的调查.液相的速度场采用直接数值模拟方法求解,气泡的运动轨迹由牛顿运动方程计算.相间的耦合是把相间作用力作为液相动量方程的源相来实现的,所考虑的相间作用力有阻力、剪切升力、惯性力等.研究表明:阻力、浮力、剪切升力和虚拟质量力对气泡的运动具有重要影响,大量的气泡在剪切升力的作用下聚集在壁面附近;与单液体相相比,气泡的加入使液相的平均速度、湍流强度和雷诺应力均有一定幅度的降低,而且气泡的加入修改了阻力系数公式. 展开更多
关键词 泡状流 欧拉-拉格朗日 双向耦合 直接数值模拟
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基于修正剑桥模型的软黏土中沉桩过程欧拉-拉格朗日耦合模拟分析 被引量:12
4
作者 孟振 陈锦剑 王建华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期263-268,共6页
利用CEL(Coupled Eulerian-Lagrangian)有限元大变形方法模拟了不排水条件下软黏土中沉桩施工对桩周土体的影响.利用有效应力的方法实现了修正剑桥(MCC)模型Vumat子程序中超孔压的计算,通过与室内土工试验(一维压缩试验和三轴试验)结果... 利用CEL(Coupled Eulerian-Lagrangian)有限元大变形方法模拟了不排水条件下软黏土中沉桩施工对桩周土体的影响.利用有效应力的方法实现了修正剑桥(MCC)模型Vumat子程序中超孔压的计算,通过与室内土工试验(一维压缩试验和三轴试验)结果对比证明了子程序的可靠性.将修正剑桥模型的Vumat子程序嵌入到Abaqus/Explicit的CEL方法中用于软黏土中沉桩效应的模拟分析.对计算得到的桩周土体流动、水平位移、超孔压、水平应力的分析表明,所采用的考虑孔压的CEL数值分析方法可以较好地模拟软黏土非排水条件下沉桩效应问题. 展开更多
关键词 软黏土 修正剑桥模型 欧拉-拉格朗日耦合 沉桩效应 超孔压
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基于耦合欧拉- 拉格朗日算法的航行体缓冲头帽冲击性能 被引量:7
5
作者 权晓波 包健 +1 位作者 孙龙泉 王都亮 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期851-860,共10页
航行体在入水过程中会受到强烈的冲击载荷,过高的冲击载荷极易造成结构破坏和内部设备失灵,研究结构高速入水降载技术具有十分重要的意义。设计一种以预制裂纹碳纤维材料作为外罩、泡沫铝作为内部缓冲材料的缓冲头帽。基于有限元方法,... 航行体在入水过程中会受到强烈的冲击载荷,过高的冲击载荷极易造成结构破坏和内部设备失灵,研究结构高速入水降载技术具有十分重要的意义。设计一种以预制裂纹碳纤维材料作为外罩、泡沫铝作为内部缓冲材料的缓冲头帽。基于有限元方法,采用耦合欧拉- 拉格朗日求解器研究缓冲头帽的降载效果,通过对比数值结果与小球入水实验图像验证数值方法的有效性。分析在不同入水速度和入水角度条件下,缓冲头帽的抗冲击性能、损伤模式以及空泡的发展过程。结果表明:缓冲头帽撞击水面后沿着预制裂纹破碎,泡沫铝压缩吸能;随着自由液面以下的空泡不断向外扩张,破碎的头帽贴着空泡内壁向四周散开;缓冲头帽对于不同入水速度和入水角度的航行体有着良好的降载效果,在最恶劣的垂直入水条件下降载率可达75%以上。 展开更多
关键词 航行体 入水冲击 降载 耦合欧拉-拉格朗日算法 缓冲头帽 斜入水
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基于耦合欧拉-拉格朗日法充灌袋挤淤过程的有限元研究 被引量:1
6
作者 陈静 闫澍旺 +5 位作者 孙立强 陈浩 郎瑞卿 任宇晓 林澍 葛娟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2411-2416,共6页
在含水率大、承载能力低的软土地基上,利用充灌砂袋进行挤淤置换的方法工艺简单、施工方便、处理效果明显,已经广泛地应用在建造围埝和修筑道路中。充灌袋下沉到一定深度后,其重量与地基承载力相等,从而达到极限平衡状态。充灌袋挤淤所... 在含水率大、承载能力低的软土地基上,利用充灌砂袋进行挤淤置换的方法工艺简单、施工方便、处理效果明显,已经广泛地应用在建造围埝和修筑道路中。充灌袋下沉到一定深度后,其重量与地基承载力相等,从而达到极限平衡状态。充灌袋挤淤所达到的深度与其高度存在一定的对应关系,在工程中确定此关系十分重要。通过3组不同宽度的挤淤模型试验,得到充灌袋下沉量与充灌袋高度的曲线关系、淤泥的位移特性及隆起量。利用ABAQUS中耦合欧拉-拉格朗日法(CEL法),将充灌袋和淤泥分别用拉格朗日体和欧拉体描述,模拟充灌袋挤淤下沉的过程,将模拟得到的充灌袋下沉深度和高度的关系、淤泥的位移特点与试验结果以及理论公式进行对比。结果表明,CEL法模拟得到的结果与试验结果、理论解具有很好的吻合性,说明利用CEL法可以较好地模拟充灌袋的挤淤问题。 展开更多
关键词 充灌袋挤淤 理论解 模型试验 耦合欧拉-拉格朗日
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钻井船插桩对邻近桩影响的耦合欧拉-拉格朗日有限元方法研究 被引量:27
7
作者 王建华 兰斐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1127-1136,共10页
依据模拟钻井船在黏土层中插桩对邻近桩影响的离心模型试验结果,研究了通过耦合欧拉-拉格朗日(CEL)有限元计算并结合非线性地基梁有限元计算,分析钻井船插桩对邻近桩影响问题的可行性。CEL有限元方法将产生大变形的土体设为欧拉体,采... 依据模拟钻井船在黏土层中插桩对邻近桩影响的离心模型试验结果,研究了通过耦合欧拉-拉格朗日(CEL)有限元计算并结合非线性地基梁有限元计算,分析钻井船插桩对邻近桩影响问题的可行性。CEL有限元方法将产生大变形的土体设为欧拉体,采用欧拉有限元方法计算该区域的变形响应,计算过程中,欧拉体的空间网格形状、大小位置保持不变,物质可在网格之间运动;其他土体设为拉格朗日体,采用拉格朗日有限元方法计算变形响应,计算过程中,物质的运动和网格的变形保持一致。运用罚函数方法实现欧拉体与拉格朗日体的耦合。通过CEL有限元计算,可以确定钻井船插桩导致的邻近桩桩身水平位移。进一步通过非线性地基梁有限元模型计算确定桩身弯矩。计算结果表明,利用CEL有限元方法并结合非线性地基梁有限元方法计算出的桩身位移和弯矩沿桩长的变化与离心模型试验结果基本一致。说明采用CEL有限元方法并结合非线性地基梁有限元方法分析黏土层中插桩对邻近桩的影响问题是可行的。CEL有限元模型中欧拉土体范围的设置对计算结果有明显影响。研究表明,若插桩深度小于0.75倍桩靴直径,可将欧拉土体范围设置成1.00~1.25倍桩靴直径;若插桩深度大于0.75倍桩靴直径,将欧拉土体范围取为插桩深度以下0.5倍桩靴直径是恰当的。 展开更多
关键词 钻井船插桩 耦合欧拉-拉格朗日方法 插桩影响 非线性地基梁
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基于耦合欧拉-拉格朗日方法的射弹高速入水尾拍数值分析 被引量:10
8
作者 王晓辉 孙士明 +2 位作者 季锦梁 王志 褚学森 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期110-115,共6页
针对超空泡射弹火炮武器在航空反水雷作战中的应用,基于有限元分析软件Abaqus耦合欧拉-拉格朗日方法,开展射弹高速入水过程的数值模拟研究。通过对射弹垂直入水过程的数值模拟,获得高速入水载荷的一般形式;分析射弹倾斜入水过程中入水... 针对超空泡射弹火炮武器在航空反水雷作战中的应用,基于有限元分析软件Abaqus耦合欧拉-拉格朗日方法,开展射弹高速入水过程的数值模拟研究。通过对射弹垂直入水过程的数值模拟,获得高速入水载荷的一般形式;分析射弹倾斜入水过程中入水空泡的包覆状态与入水载荷、入水姿态变化之间的耦合关系,揭示射弹入水尾拍这一动态稳定运动的形成机理。不同入水攻角下射弹高速入水尾拍的仿真结果表明,在相同发射状态下,入水攻角是影响射弹密集度的重要因素。 展开更多
关键词 超空泡射弹 高速入水 耦合欧拉-拉格朗日方法 尾拍
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基于欧拉-拉格朗日模型的内燃机燃油喷雾数值模拟 被引量:5
9
作者 李亮 解茂昭 贾明 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期317-323,共7页
目前,关于内燃机燃油喷雾的研究通常采用拉格朗日模型,欧拉模型则相对较少.本文利用构建的欧拉-拉格朗日模型对ECN喷雾实验进行数值模拟研究.结果显示,在150MPa喷射压力下,喷嘴附近存在明显的连续欧拉液相.然而,在液核的下游,离散相液... 目前,关于内燃机燃油喷雾的研究通常采用拉格朗日模型,欧拉模型则相对较少.本文利用构建的欧拉-拉格朗日模型对ECN喷雾实验进行数值模拟研究.结果显示,在150MPa喷射压力下,喷嘴附近存在明显的连续欧拉液相.然而,在液核的下游,离散相液滴的破碎、碰撞、融合及聚集等均对界面面积密度、粒子直径的分布产生明显影响.由定量分析可知,在LES湍流模型下,除轴距6mm附近的狭窄区间燃料体积分数存在较大偏差外,其对整个喷雾的空间分布以及粒径分布均实现了很好的预测. 展开更多
关键词 欧拉-拉格朗日 燃料喷雾 LES 界面面积密度 多相流
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欧拉-拉格朗日方法在三维水流模型中的时间阻力 被引量:3
10
作者 胡德超 赵维阳 +1 位作者 钟德钰 张红武 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期818-823,共6页
在三维数模的实践中,发现使用欧拉-拉格朗日方法(ELM)离散对流项会引发计算水位随时间步长减小而增大的异常现象,本文结合数值实验和数学分析对其进行了阐明和研究。数学推导分析表明,这些异常是由于ELM中的线性插值与水平流速的非线性... 在三维数模的实践中,发现使用欧拉-拉格朗日方法(ELM)离散对流项会引发计算水位随时间步长减小而增大的异常现象,本文结合数值实验和数学分析对其进行了阐明和研究。数学推导分析表明,这些异常是由于ELM中的线性插值与水平流速的非线性垂线分布之间的不适应所致,插值误差随着插值点离单元侧面距离的减小而增大。在此基础上,对异常现象的本质进行了解释。此外,通过使用垂向σ坐标网格上的三维水动力学模型进行计算,得出ELM的时间阻力现象具有普遍性,但对边界适应能力强的网格系统可以减轻其影响。 展开更多
关键词 水力学 数值方法 三维 欧拉-拉格朗日 时间阻力
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基于欧拉-拉格朗日系统模型的ASVG无源非线性综合控制 被引量:4
11
作者 谢争先 梁志珊 张化光 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期61-64,共4页
先进静止无功发生器(ASVG)的控制方法是影响其补偿性能和效果的重要因素,其传统PI控制器结构简单,参数设计容易,但动态稳定性较差。为提高系统稳定性,将ASVG的数学模型用Euler-Lagrange系统表示,采用无源控制(PBC),设计ASVG的PBC控制器... 先进静止无功发生器(ASVG)的控制方法是影响其补偿性能和效果的重要因素,其传统PI控制器结构简单,参数设计容易,但动态稳定性较差。为提高系统稳定性,将ASVG的数学模型用Euler-Lagrange系统表示,采用无源控制(PBC),设计ASVG的PBC控制器,从理论上保证ASVG系统的Lyapunov函数稳定性,但当系统出现干扰时ASVG安装点的系统交流电压和电容器直流电压波动太大。基于此,提出ASVG无源非线性综合控制方案,即:电流内环控制采用基于PBC的控制,ASVG安装点交流电压和电容器直流电压的双外环控制均采用PI控制,既保持了所提出的综合控制器能在大干扰下提高系统的稳定性,也能够快速有效地将ASVG安装点的系统电压和电容器直流电压控制在允许的范围内波动。具有ASVG的单机-无穷大系统的Matlab仿真结果表明了控制系统模型的正确性和所设计的综合控制器的有效性。 展开更多
关键词 先进静止无功发生器 无源控制 欧拉-拉格朗日系统 LYAPUNOV函数 动态稳定性 干扰
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基于耦合欧拉−拉格朗日方法的舰用日用燃油柜抗冲击性能分析 被引量:2
12
作者 潘海军 叶晓明 +3 位作者 李本钶 黄冰阳 周建辉 周少伟 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第S01期113-120,共8页
[目的]舰船动力系统的日用燃油柜是储存主机日常所需燃油的重要设备,其抗冲击性能对保障舰船正常运行、提高生命力与战斗力均具有重要意义。[方法]以某型舰用日用燃油柜为研究对象,基于耦合欧拉−拉格朗日(CEL)方法,建立流固耦合冲击动... [目的]舰船动力系统的日用燃油柜是储存主机日常所需燃油的重要设备,其抗冲击性能对保障舰船正常运行、提高生命力与战斗力均具有重要意义。[方法]以某型舰用日用燃油柜为研究对象,基于耦合欧拉−拉格朗日(CEL)方法,建立流固耦合冲击动力学数值模型,在时域冲击载荷作用下对比分析不同充液比对柜体抗冲击性能的影响。[结果]计算结果表明,柜内部流体对其抗冲击性能的影响作用较为明显。在时域载荷冲击阶段,由于作用时间极短,柜内部的流体晃荡并不大,对柜体抗冲击性能的影响较小,但增大了柜体受冲击时的惯性力;随着充液比的增加,在垂向冲击载荷作用下柜的最大综合应力相较于不考虑内部流体时最大提高了6.37%,而在冲击载荷作用后的响应阶段,柜内部的流体在惯性载荷作用下激烈晃荡,对其结构产生了更强烈的冲击,造成被冲击部位的应力急剧上升,最高峰值可达到未考虑柜内流体影响时的最大综合应力值的1.54倍,此时对柜体抗冲击性能的影响较大。[结论]研究表明,在考虑内部含有一定量流体的情况下,对舰用设备进行抗冲击性能分析时不可忽视流体所带来的影响。 展开更多
关键词 日用燃油柜 抗冲击性能 耦合欧拉拉格朗日算法 时域 充液比 响应阶段
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采用拉格朗日法与欧拉法模拟旋风筒内气固两相流的对比研究 被引量:6
13
作者 毛娅 陈家乐 +2 位作者 陈作炳 刘宁 吕银雷 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期459-465,共7页
为了研究颗粒相对于水泥生产预分解系统中旋风筒内两相流场的影响,分别使用不考虑颗粒影响的拉格朗日单向耦合方法与考虑颗粒影响的欧拉多相流方法对6000T/D预热器C1级旋风筒进行气固两相流的数值模拟,旋风筒颗粒出口处边界条件的处理... 为了研究颗粒相对于水泥生产预分解系统中旋风筒内两相流场的影响,分别使用不考虑颗粒影响的拉格朗日单向耦合方法与考虑颗粒影响的欧拉多相流方法对6000T/D预热器C1级旋风筒进行气固两相流的数值模拟,旋风筒颗粒出口处边界条件的处理采用了灰斗出口算法,该算法将锥筒出口到颗粒出口之间的空间中气流的轴向压降定义为只受重力影响,实现挡风板的作用。模拟结果与现场数据对比表明:拉格朗日单向耦合方法与欧拉多相流方法均可以精确的捕捉到旋风筒内部流体的流动情况,压力场分布相似,欧拉多相流方法下的流场速度分布更加合理,收尘效率精确度较高。 展开更多
关键词 拉格朗日单向耦合 欧拉多相流 旋风筒 气固两相流
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刚柔耦合仿生胸鳍结构设计与动力学分析
14
作者 郑力新 李宗刚 +3 位作者 王治平 黎斌 夏广庆 康会峰 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1826-1838,共13页
为描述刚柔耦合胸鳍鳍条运动关系和分析鳍面主被动变形特性,提出了一种多鳍条协同驱动的胸鳍波动方程,建立了胸鳍水动力学模型。首先,基于生物学对鱼类胸鳍形态与结构的相关研究,设计了一类由刚性鳍根-弹性鳍条-柔性鳍膜组成的刚柔耦合... 为描述刚柔耦合胸鳍鳍条运动关系和分析鳍面主被动变形特性,提出了一种多鳍条协同驱动的胸鳍波动方程,建立了胸鳍水动力学模型。首先,基于生物学对鱼类胸鳍形态与结构的相关研究,设计了一类由刚性鳍根-弹性鳍条-柔性鳍膜组成的刚柔耦合胸鳍简化结构;其次,根据鱼类胸鳍波动规律,基于简化的准定常流体阻力模型建立了鳍条运动学和动力学模型,结合欧拉-伯努利梁基本假设推导出鳍条的运动控制方程;然后,利用有限元法对鳍条的运动控制方程进行离散化,结合傅里叶级数拟合得到刚柔耦合胸鳍的波动方程;最后,通过数值模拟和实体实验验证了所得波动方程及水动力学模型的准确性。研究结果表明:胸鳍波动方程涵盖鳍条截面、长度、数量、根部间距、根部夹角、刚度以及鳍条运动特性等参数,具有较高的运动自由度,能够有效模拟鱼类胸鳍的复杂运动行为,适用范围广泛;鳍条刚度与胸鳍波动方程的正弦项系数呈正相关,与余弦项系数呈负相关,刚度越小,胸鳍波动变形越明显;在相同的运动参数下,随着刚度系数增大,胸鳍的平均推力和最大峰值推力均下降,且下降趋势逐渐趋于平缓,故柔性可显著提高胸鳍的推进性能。 展开更多
关键词 刚柔耦合胸鳍 胸鳍波动方程 动力学模型 欧拉-伯努利梁理论 鳍条刚度
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基于S-ALE数值水池的水陆两栖飞机滑行水动响应
15
作者 魏佳庆 彭相富 +3 位作者 吴彬 江婷 王明振 杨扬 《兵工学报》 北大核心 2025年第5期400-412,共13页
水陆两栖飞机在水面滑行过程中会不可避免地会遭受波浪等复杂海况的水动冲击,严重时可能引起机身结构变形破坏,对机体及机乘人员的安全造成威胁。以国产大型水陆两栖飞机为研究对象,采用结构化任意拉格朗日-欧拉(Structured-Arbitrary L... 水陆两栖飞机在水面滑行过程中会不可避免地会遭受波浪等复杂海况的水动冲击,严重时可能引起机身结构变形破坏,对机体及机乘人员的安全造成威胁。以国产大型水陆两栖飞机为研究对象,采用结构化任意拉格朗日-欧拉(Structured-Arbitrary Lagrangian-Eulerian, S-ALE)方法,研究水陆两栖飞机在波浪水面滑行过程中的水动响应问题。建立基于S-ALE和罚函数接触算法的流固耦合模拟方法,采用仿物理推板式造波模式与质量阻尼消波法模拟生成数值波浪水池,分别对平静水面和波浪水面滑行过程中的飞机水动特性和耐波性进行研究。研究结果表明:S-ALE方法可以有效地模拟水陆两栖飞机在水面滑行的动响应过程;波高1.2 m下飞机以19.4 m/s速度稳定滑行时姿态角为7°,对应的谐振波长为机身长度的2~3倍,谐振波长下飞机姿态变化幅度和升沉运动的剧烈程度会显著高于其他波长;飞机机身与波长比值为1、波高为1.8 m时垂向过载不断变大,1.2 m波高环境下逐渐收敛,波高的变化对纵摇和质心位置升沉规律影响不大。 展开更多
关键词 水陆两栖飞机 数值造波 结构化任意欧拉-拉格朗日方法 耐波性 流固耦合
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大型矩形渡槽-水耦合体系的动力性能分析 被引量:13
16
作者 吴轶 莫海鸿 杨春 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第4期137-142,共6页
本文把任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法用于分析大型矩形渡槽结构-水耦合体动力性能,并针对不同的水位、不同截面深宽比,研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应。研究表明,渡槽结构中水体的泼溅具有明显的非线性特征;渡槽中水位对... 本文把任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法用于分析大型矩形渡槽结构-水耦合体动力性能,并针对不同的水位、不同截面深宽比,研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应。研究表明,渡槽结构中水体的泼溅具有明显的非线性特征;渡槽中水位对耦合体动力特性影响极具规律性,但是随截面深宽比减小,水体振荡的非线性明显增强;渡槽结构截面深宽比选择合理,水体泼溅作用产生的倾覆力矩不会使槽体发生倾覆失稳,但是水体的大幅晃动产生的动水压力对渡槽槽身应力有显著的影响,在渡槽抗震设计中应给予足够重视。 展开更多
关键词 渡槽结构 任意拉格朗日-欧拉(ALE) 流固耦合 动力性能
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大型渡槽-水耦合体系动力特性分析 被引量:8
17
作者 吴轶 莫海鸿 杨春 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期76-81,共6页
以梁式渡槽为工程背景 ,采用任意拉格朗日 -欧拉 (ALE)方法分析大型矩形、U形截面渡槽结构 -水耦合体的动力特性 ,针对不同的水深研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应及水体对渡槽槽身的作用 .研究结果表明 ,渡槽结构中水体... 以梁式渡槽为工程背景 ,采用任意拉格朗日 -欧拉 (ALE)方法分析大型矩形、U形截面渡槽结构 -水耦合体的动力特性 ,针对不同的水深研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应及水体对渡槽槽身的作用 .研究结果表明 ,渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征 ,在一定的外激励下水体的晃动作用十分显著 ,水体晃动产生的动水压力将改变渡槽槽体中的应力分布 ,但是在渡槽结构截面深宽比合理的情况下 ,渡槽槽体不会发生横向失稳 .对比矩形、U形渡槽 -水耦合体系的动力特性可以发现 ,U形渡槽中水体的晃动幅度一般大于矩形渡槽中水体的晃动幅度 ,这对高排架渡槽结构的性能有显著影响 ,在渡槽抗震设计中应给予足够重视 . 展开更多
关键词 渡槽结构 任意拉格朗日-欧拉 流固耦合 动力性能
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考虑水流-结构强耦合作用的水流动力效应分析
18
作者 王志华 顾冲时 陈国兴 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2011年第5期529-534,共6页
在深水桥墩及桩基础等结构地震反应中,地震激励下的水流动水压力对水中结构的作用以及结构位形变化对水体的反作用,属于典型的流固强界面耦合问题。以一顶端伸出水面的圆柱式结构为研究对象,基于任意拉格朗日-欧拉描述的Navier-stokes方... 在深水桥墩及桩基础等结构地震反应中,地震激励下的水流动水压力对水中结构的作用以及结构位形变化对水体的反作用,属于典型的流固强界面耦合问题。以一顶端伸出水面的圆柱式结构为研究对象,基于任意拉格朗日-欧拉描述的Navier-stokes方程,建立了考虑水流-结构强耦合效应的水流-结构三维有限元模型。以正弦位移波输入,考察结构材料模量、水流流速和水位、激振频率和位移幅值等多种因素,分析了结构表面作用的动水压力反应特征以及水流动力效应,探讨了水流动力效应的主要影响因素。结果表明:考虑流固强耦合作用时,结构表面作用的动水压力及其分布具有强烈的频率依赖性,高频激励可显著增强动水压力作用;由于结构周围流体具有一定的粘滞性及动载作用下具有较强的辐射阻尼效应,水流动力效应对结构的位移、内力反应均有一定的抑制作用;激振频率、水流流速和水位以及结构材料模量等因素,对水流动力效应均有一定的影响。 展开更多
关键词 流固强耦合 水中结构 水流动力效应 动水压力 任意拉格朗日-欧拉
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连续梁桥多车辆车-桥耦合非线性动力分析 被引量:2
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作者 袁家冬 李雪峰 沈阳超 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第9期1250-1255,共6页
针对连续梁桥在考虑桥梁自身非线性条件下的多车辆车-桥耦合振动响应问题,文章采用达朗贝尔原理建立了车辆模型的振动方程,基于欧拉-伯努利梁假设推导出桥梁的非线性振动方程;利用伽辽金法对多车辆车-桥耦合系统的非线性动力平衡方程组... 针对连续梁桥在考虑桥梁自身非线性条件下的多车辆车-桥耦合振动响应问题,文章采用达朗贝尔原理建立了车辆模型的振动方程,基于欧拉-伯努利梁假设推导出桥梁的非线性振动方程;利用伽辽金法对多车辆车-桥耦合系统的非线性动力平衡方程组进行了简化,并运用Newmark法借助Matlab进行了数值求解;最后通过具体算例探讨了多车辆匀速行驶时行车数目、行车间距对桥梁动态响应值的影响。数值分析结果表明:连续梁桥跨中的动态响应值会随着行车间距的增加先增大后减小,同样也随着行车数目的增多先增大后减小。 展开更多
关键词 连续梁桥 桥梁非线性 车桥耦合振动 多车辆 欧拉-伯努利梁
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基于S-ALE流固耦合方法的飞机水上迫降动力学数值分析 被引量:15
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作者 王明振 曹东风 +3 位作者 吴彬 胡海晓 安泽君 袁志丹 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期21-29,共9页
对飞机水上迫降数值分析而言,结构与流体耦合作用方式是水上迫降研究的核心问题,在一定程度上决定了数值分析的成败。一种基于结构化任意拉格朗日-欧拉算法(S-ALE)的耦合方法用于刻画水上迫降过程中的飞机与水的相互作用。采用S-ALE流... 对飞机水上迫降数值分析而言,结构与流体耦合作用方式是水上迫降研究的核心问题,在一定程度上决定了数值分析的成败。一种基于结构化任意拉格朗日-欧拉算法(S-ALE)的耦合方法用于刻画水上迫降过程中的飞机与水的相互作用。采用S-ALE流固耦合方法开展了飞机水上迫降动力学分析,提取飞机的俯仰姿态和过载的变化规律,并与传统的ALE罚函数耦合方法以及相关实验结果进行对比。结果显示:相对于传统的ALE罚函数耦合方法,S-ALE流固耦合方法较好地避免了流体的渗漏,能够有效预测飞机的二次抬头现象。与实验对比,S-ALE流固耦合方法所预测到的俯仰姿态角和过载曲线与实验数据基本吻合。 展开更多
关键词 流固耦合 动力学 水上迫降 结构化拉格朗日-欧拉算法 渗漏
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