刚体入水砰击载荷与弹道变化的数值模拟研究
在海洋工程领域,入水现象广泛存在。不论是飞机水上迫降,还是水下航行器或者鱼雷等武器的投放都与入水过程密切相关。入水初期产生巨大的砰击压力,可能直接导致航行器结构的塑性变形甚至损伤破坏；同时也可能导致其预定弹道发生改变,造成武器投放的失败。如今,随着计算机技术的高速发展,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的数值模拟方法被广泛应用于各个领域。本研究采用基于欧拉网格的有限体积法,结合VoF自由液面捕捉技术,对刚体入水问题开展了详细研究。由于不同结构物的形态复杂,合理预报其砰击载荷难度较大,对原模型进行简化,围绕经典的圆柱体与锥状体结构开展入水分析研究。主要针对刚体不同入水速度和角度等工况,开展入水砰击载荷及弹道过程的数值模拟与试验验证,同时考虑空化气泡的影响,得出了不同条件下,入水速度、加速度、姿态偏转角度的变化。全文将针对不同参数条件下的入水过程进行分析,总结其中的力学机理,旨在为船舶与海洋工程领域的入水结构设计和载荷预报提供基础性技术支撑。
有限体积法 数值模拟 6自由度 CFD 入水
殷晓瑞 孙鹏楠 苗建明 吕鸿冠 邓锐
中山大学海洋工程与技术学院,珠海519082 中山大学海洋工程与技术学院,珠海519082;南方海洋科学与工程广东省实验室,珠海519082;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116000 中山大学海洋工程与技术学院,珠海519082;南方海洋科学与工程广东省实验室,珠海519082
国内会议
江苏无锡
中文
161-168
2021-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）