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基于流固耦合的救生筏海锚阻力性能分析
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作者 王浙 李楷 +2 位作者 董立佳 张璐琦 王运龙 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期606-614,共9页
救生筏是提高航行安全的海上救生设备.作为救生筏附件,海锚能有效降低恶劣海况下救生筏的漂移速度,提高其稳定性.为对海锚进行阻力性能分析,基于Star-CCM+与LS-DYNA软件对其水中工作过程及阻力性能进行研究,建立了可透气柔性体海锚的流... 救生筏是提高航行安全的海上救生设备.作为救生筏附件,海锚能有效降低恶劣海况下救生筏的漂移速度,提高其稳定性.为对海锚进行阻力性能分析,基于Star-CCM+与LS-DYNA软件对其水中工作过程及阻力性能进行研究,建立了可透气柔性体海锚的流固耦合动力学模型与不考虑救生筏受风影响变形的刚性体模型.对救生筏在海上典型风速条件下的漂移速度及海锚的减速效果进行了数值模拟,对不同救生筏漂移速度下海锚的阻力性能和结构变形进行了综合分析.修正了救生筏筏体总阻力的前体尾流影响与刚-柔性体海锚转换影响.柔性体海锚的阻力拟合公式与文献中的相似性证明了数值模拟的可靠性.结果表明海锚可有效降低救生筏的漂移速度,提高救生筏被捕救的可能性. 展开更多
关键词 海锚 救生筏 流固耦合 阻力性能 任意拉格朗日-欧拉(ale)算法
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基于任意拉格朗日-欧拉算法的气帘展开数值模拟 被引量:4
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作者 陆善彬 董丽萍 +2 位作者 陈光 张君媛 杨志超 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期1158-1161,共4页
大多数气囊展开模拟采用均匀压力算法,为了更有效地模拟充气气体与袋体的相互作用,建立了基于任意拉格朗日-欧拉算法(ALE)的气帘仿真模型,详细介绍了ALE模型相关组成部件、参数设置和接触定义方法,并利用LS-DYNA软件对该模型进行了仿真... 大多数气囊展开模拟采用均匀压力算法,为了更有效地模拟充气气体与袋体的相互作用,建立了基于任意拉格朗日-欧拉算法(ALE)的气帘仿真模型,详细介绍了ALE模型相关组成部件、参数设置和接触定义方法,并利用LS-DYNA软件对该模型进行了仿真验证,最后将所建的气帘ALE模型初步应用到某车侧面碰撞仿真中,以考察气帘对乘员的保护作用。 展开更多
关键词 任意拉格朗日-欧拉算法 帘式气囊展开 数值模拟
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球形贮箱中三维液体大幅晃动数值模拟 被引量:12
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作者 岳宝增 唐勇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1405-1410,共6页
提出一种新颖有效的网格移动算法,使用任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元方法对球形贮箱中三维液体大幅晃动问题进行数值模拟。对接触线网格及自由液面网格指定其运动轨道,对湿壁面网格采用代数更新算法,对域内网格采用Laplace方程对网格速... 提出一种新颖有效的网格移动算法,使用任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元方法对球形贮箱中三维液体大幅晃动问题进行数值模拟。对接触线网格及自由液面网格指定其运动轨道,对湿壁面网格采用代数更新算法,对域内网格采用Laplace方程对网格速度进行平滑。同时采用基于特征线的时间分裂(CBS)格式来处理对流效应引起的数值振荡。数值计算结果与已有试验数据进行了对比,两者吻合良好,证明了网格移动算法与计算格式的可行性与准确性。 展开更多
关键词 任意拉格朗日-欧拉(ale) 网格移动算法 球形贮箱 液体晃动 自由液面
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聚能战斗部对双层靶板结构毁伤的数值模拟研究 被引量:6
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作者 程素秋 陈高杰 赵红光 《中国舰船研究》 2013年第2期53-57,共5页
新型聚能装药战斗部是高效毁伤战斗部的发展方向之一,已成为各国研究的重点。利用LS-DYNA软件,对聚能战斗部侵彻过程进行数值模拟,提出一种利用相对侵彻深度定义结构毁伤等级,进而表征聚能战斗部毁伤能力等级的评估方法,并利用实爆试验... 新型聚能装药战斗部是高效毁伤战斗部的发展方向之一,已成为各国研究的重点。利用LS-DYNA软件,对聚能战斗部侵彻过程进行数值模拟,提出一种利用相对侵彻深度定义结构毁伤等级,进而表征聚能战斗部毁伤能力等级的评估方法,并利用实爆试验测量的穿孔大小和侵彻深度对数值模拟结果进行验证,该研究方法能够为设计新型聚能装药战斗部提供参考。 展开更多
关键词 聚能战斗部 毁伤 ale算法
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光滑帽子动态本构模型验证及应用研究 被引量:2
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作者 刘俊新 杨春和 刘育田 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第16期201-206,共6页
通过弹丸侵彻模型试验及数值方法论证光滑帽子模型可较好模拟一定范围内冲击荷载作用下土体动态力学响应。在此基础上分析不同本构模型、数值算法对计算结果影响。分析表明,光滑帽子模型能克服在较的静水压力及低速下数值计算不稳定,与... 通过弹丸侵彻模型试验及数值方法论证光滑帽子模型可较好模拟一定范围内冲击荷载作用下土体动态力学响应。在此基础上分析不同本构模型、数值算法对计算结果影响。分析表明,光滑帽子模型能克服在较的静水压力及低速下数值计算不稳定,与土壤、泡沫模型及Drucker-Prager模型相比,基本上能反映土体力学性能,计算结果更合理;用MM-ALE算法模拟弹丸侵彻试验能克服网格畸变所致数值计算困难,计算精度能得到保证,计算结果与事实相符。该结果对研究武器触地侵彻过程中弹头强度、刚度、炸药安定性及战斗部入地后的爆炸破坏效应具有重要意义。 展开更多
关键词 弹丸侵彻 光滑帽子模型 本构模型 数值算法 MM-ale
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鱼雷垂直入水瞬间结构响应的数值模拟 被引量:3
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作者 贺征 高紫晴 +1 位作者 顾璇 高子舒 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期144-158,共15页
垂直入水的鱼雷在短时间内弹道稳定,基于此,针对跨介质鱼雷撞水冲击造成的结构问题展开研究,探究了各舱段壳体和连接部位的轴向运动规律及受力特性,利用任意拉格朗日-欧拉算法及罚函数法建立了流固耦合数值模型,并对其合理性和网格无关... 垂直入水的鱼雷在短时间内弹道稳定,基于此,针对跨介质鱼雷撞水冲击造成的结构问题展开研究,探究了各舱段壳体和连接部位的轴向运动规律及受力特性,利用任意拉格朗日-欧拉算法及罚函数法建立了流固耦合数值模型,并对其合理性和网格无关性进行了验证。对采用不同连接方式的4种头型鱼雷分别模拟,并与整体式鱼雷进行了对比。结果表明:鱼雷撞水后加速度瞬间升高,头型越尖,所受的冲击越小;由于应力以波的形式向后传递,因此各舱段会依照距离头部的远近依次响应,且强度逐渐减弱;相邻壳体的相对静止状态被打破,运动过程中会不断拉压连接件,使之形状和位置都发生较大变化;壳体相互远离时,雷体外缘产生缝隙,此时连接件应力也达到最大,对连接的稳固性不利。因此,建议工程中增加密封圈或其他固定装置等,以加强对连接部位的保护。 展开更多
关键词 跨介质鱼雷 垂直入水 任意拉格朗日-欧拉算法 连接结构
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航行体开槽包裹式缓冲头帽结构设计及其降载性能 被引量:3
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作者 施瑶 刘振鹏 +1 位作者 潘光 高兴甫 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期93-105,共13页
针对空投航行体和火箭助飞航行体高速入水过程中遭受巨大的冲击载荷,可能导致的结构损坏、弹道失控等问题,提出了一种开槽包裹式缓冲头帽,用于保护航行体入水过程中的结构安全。首先,给出了缓冲头帽的详细设计参数,基于任意拉格朗日-欧... 针对空投航行体和火箭助飞航行体高速入水过程中遭受巨大的冲击载荷,可能导致的结构损坏、弹道失控等问题,提出了一种开槽包裹式缓冲头帽,用于保护航行体入水过程中的结构安全。首先,给出了缓冲头帽的详细设计参数,基于任意拉格朗日-欧拉算法,建立了航行体带缓冲头帽高速入水数值模型,并对该数值模型的正确性进行了验证。然后,在此基础上,研究了不同入水角度下,空泡流场的演变过程,分析了入水时缓冲材料的应力分布情况。最后,探究了不同入水速度和入水角度下缓冲头帽的降载性能。结果表明,数值计算所得空泡形态与实验图像基本吻合,且数值计算和实验测试所得的冲击加速度变化趋势基本一致,两者轴向加速度峰值相对误差为6.72%,径向加速度峰值相对误差为7.52%。航行体装备所设计的缓冲头帽以300 m/s的速度垂直入水时轴向降载率为22.17%;以100 m/s的速度60°入水时,轴向降载率为31.83%,径向降载率为66.80%。 展开更多
关键词 航行体 高速入水 缓冲头帽 降载性能 任意拉格朗日-欧拉算法
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浅埋炸药冲击试验台架数值模拟方法研究 被引量:3
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作者 吴梦阳 周云波 +4 位作者 赵丰 王利辉 李进军 张明 周迪 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第10期117-124,共8页
以某浅埋冲击试验台架为研究对象,引入新型爆炸粒子算法PBM模拟冲击波,用离散单元法DEM模拟土壤,构建近距浅埋冲击试验台架仿真模型,分析不同DEM粒子半径对仿真结果的影响;建立了任意拉格朗日-欧拉算法的完整模型,对比两种模拟方法的仿... 以某浅埋冲击试验台架为研究对象,引入新型爆炸粒子算法PBM模拟冲击波,用离散单元法DEM模拟土壤,构建近距浅埋冲击试验台架仿真模型,分析不同DEM粒子半径对仿真结果的影响;建立了任意拉格朗日-欧拉算法的完整模型,对比两种模拟方法的仿真结果;通过开展实爆试验表明PBM-DEM粒子算法计算结果与试验结果更接近,计算准确度更高。 展开更多
关键词 浅埋爆炸 台架试验 任意拉格朗日-欧拉算法 PBM-DEM粒子算法 数值计算
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防爆油箱爆炸冲击响应数值模拟方法研究 被引量:8
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作者 曾爱 王显会 +1 位作者 周云波 皮大伟 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第9期55-59,共5页
以某型车燃油箱为研究对象,通过任意拉格朗日算法模拟爆炸冲击过程,比较光滑粒子法和等效配重法模拟燃油数值计算结果的差异性。结果表明:结合ALE和SPH方法能够有效模拟爆炸环境下燃油箱和燃油的动态响应过程,更好的研究箱内燃油和箱体... 以某型车燃油箱为研究对象,通过任意拉格朗日算法模拟爆炸冲击过程,比较光滑粒子法和等效配重法模拟燃油数值计算结果的差异性。结果表明:结合ALE和SPH方法能够有效模拟爆炸环境下燃油箱和燃油的动态响应过程,更好的研究箱内燃油和箱体之间的作用关系,为防爆油箱爆炸冲击响应数值模拟提供新的方法和思路。 展开更多
关键词 防爆油箱 爆炸冲击 任意拉格朗日算法 光滑粒子法 等效配重法
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基于齿向修形的航空渐开线花键副抗微动磨损研究 被引量:17
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作者 薛向珍 霍启新 +2 位作者 郑甲红 陈曦 秦利云 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第20期2447-2455,2479,共10页
分析了航空渐开线花键副轴向载荷的分布规律,建立了其微动磨损量预估流程,提出了一种航空渐开线花键副齿向修形方法。研究结果表明:不同扭转刚度、剪切模量、剖面抗扭模量、结合长度时,花键副沿轴向的载荷均增大;修形前后的花键副微动... 分析了航空渐开线花键副轴向载荷的分布规律,建立了其微动磨损量预估流程,提出了一种航空渐开线花键副齿向修形方法。研究结果表明:不同扭转刚度、剪切模量、剖面抗扭模量、结合长度时,花键副沿轴向的载荷均增大;修形前后的花键副微动磨损量均随载荷循环次数的增加而增大;修形后,轴端花键齿接触区域的最大磨损量为51μm,轴中间接触区域的最大磨损量为96μm,轴末端接触区域的最大磨损量为78μm。 展开更多
关键词 渐开线花键副 轴向载荷 任意拉格朗日-欧拉光滑算法 微动磨损 齿向修形
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爆裂轮胎精确建模及其动态特性仿真方法研究 被引量:3
11
作者 贾雪峰 冯启章 +1 位作者 刘献栋 单颖春 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期854-864,872,共12页
汽车行驶中轮胎突然爆裂是极其危险的行驶工况,但轮胎爆裂过程的准确测试分析难度很大,而其现有仿真方法因需大幅简化使得难以描述轮胎爆裂过程的瞬态特性。针对此问题,本文中提出分别模拟胎内、外空气,且考虑轮胎各种材料失效特性、胎... 汽车行驶中轮胎突然爆裂是极其危险的行驶工况,但轮胎爆裂过程的准确测试分析难度很大,而其现有仿真方法因需大幅简化使得难以描述轮胎爆裂过程的瞬态特性。针对此问题,本文中提出分别模拟胎内、外空气,且考虑轮胎各种材料失效特性、胎内空气与轮胎车轮总成流-固耦合的汽车轮胎爆裂过程仿真分析方法,实现轮胎滚动中爆胎过程的瞬态动力学特性仿真;并通过对比仿真和理论计算结果,验证仿真模型的正确性;同时,通过计算还获得爆裂轮胎内部空气泄漏规律和路面对轮胎径向力的变化特性,以及轮胎速度、胎压与裂口尺寸对爆胎过程持续时间和轮胎力学特性的影响机理。本文工作聚焦于仿真方法研究,对掌握爆裂轮胎瞬态特性、研究爆胎后整车动力学控制策略具有意义。 展开更多
关键词 轮胎爆裂 材料失效 流-固耦合 结构化任意拉格朗日-欧拉算法
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基于PBM算法的冲击波载荷数值模拟研究 被引量:2
12
作者 张绍彦 王显会 +3 位作者 彭兵 孙魁远 沙康康 谢渊 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期130-136,共7页
为了寻找能够准确模拟爆炸产生的冲击波载荷的算法进一步提高爆炸模拟的准确性和高效性,进行了固支钢板在TNT空爆条件下的试验研究,同时利用PBM算法对固支钢板的爆炸工况进行了数值模拟,并与ALE算法、SPH算法进行了对比分析。探究了PBM... 为了寻找能够准确模拟爆炸产生的冲击波载荷的算法进一步提高爆炸模拟的准确性和高效性,进行了固支钢板在TNT空爆条件下的试验研究,同时利用PBM算法对固支钢板的爆炸工况进行了数值模拟,并与ALE算法、SPH算法进行了对比分析。探究了PBM算法模型中炸药粒子数、空气粒子数对计算结果的准确性以及计算效率的影响。结果表明:与ALE算法、SPH算法相比,PBM算法具有良好的稳定性和计算经济性,炸药粒子数对数值模拟结果的影响较大,空气粒子数对数值模拟结果的影响较小。 展开更多
关键词 冲击波载荷 PBM算法 ale算法 数值模拟 炸药粒子数 空气粒子数
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S-175船关键剖面的入水砰击模拟 被引量:2
13
作者 何广华 张子豪 +1 位作者 武雨嫣 荆芃霖 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1058-1064,共7页
为了对实际船舶在恶劣海况下的入水砰击载荷进行精确的预报和分析,模型根据S-175集装箱船的横剖线图,分别对船艏、船舯、船艉建立了实尺度的船体剖面模型,选用软件LS-DYNA对3种关键剖面进行了数值模拟。采用显式有限元方法和任意拉格朗... 为了对实际船舶在恶劣海况下的入水砰击载荷进行精确的预报和分析,模型根据S-175集装箱船的横剖线图,分别对船艏、船舯、船艉建立了实尺度的船体剖面模型,选用软件LS-DYNA对3种关键剖面进行了数值模拟。采用显式有限元方法和任意拉格朗日-欧拉算法,有效地对物质结构边界的运动进行了跟踪。为了验证该数值模型的可靠性和精确性,对二维楔形体进行了数值模拟,其结果与试验数据吻合较好。以已有研究中实际船舶不同剖面处的下沉速度作为参考速度,对3种剖面分别进行了入水砰击模拟。该研究结果对S-175集装箱船砰击载荷的预报以及船型优化具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 集装箱船 实尺度 关键剖面 入水砰击 LS-DYNA软件 有限元方法 任意拉格日-欧拉算法 载荷预报
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