不同边界条件下高压脉动气泡与结构流固耦合特性数值和实验研究
在前期的研究基础上，本研究针对高压脉动气泡与悬浮球体非线性耦合作用展开数值和实验研究，该工作在水下爆炸、含沙空化、超声清洗和海底资源探测领域均有重要的应用价值。首先，基于边界积分法建立了气泡—结构全耦合数值模型，利用辅助函数解耦非球状气泡水动力载荷与结构加速度，解决了超近距离参数下气泡和结构强非线性耦合计算难题，相比传统的松耦合方法大幅提高了计算精度和稳定性。对于气泡射流"点冲击"和"环冲击"问题，本研究采用改进的涡环模型模拟环状气泡动力学行为，为精确计算气泡射流砰击载荷奠定了理论基础。在实验研究方面，采用高压放电技术在水中产生脉动气泡，并用高速摄影捕捉气泡与球体结构的强耦合过程，实验结果与数值结果吻合良好，验证了数值模型的正确性。在此基础上，本研究对不同边界条件下(自由场、自由液面及刚性边界等)的气泡-球体耦合特性开展了广泛深入的研究，得到了不同特征参数对气泡动力学及结构响应的影响规律，并发现了诸多前人研究中尚未报道的新现象和新机理。
气泡动力学 流固耦合 边界积分法 涡环模型 放电气泡
李帅 张赛 韩蕊
哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨,150001
国内会议
江苏无锡
中文
436-444
2021-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）