自由面对冲击波作用下的圆柱瞬态响应的影响

针对自由液面效应影响下的瞬态载荷作用下圆柱体的流固耦合数值计算问题,在双渐近法(DAA)的基础上,经推导得到考虑自由液面兴波效应的修正DAA方程.将该方程引入到自由面附近结构瞬态运动问题的流固耦合计算中,给出修正二阶双渐近法(DAA2)方程.将数值计算结果与实验结果相比较,验证了程序的合理性.在此基础上,分析了水深对结构流固耦合动态特性的影响.研究结果表明:自由液面效应对近自由液面附近结构的动态特性(尤其是结构运动中后期)有很大影响.     

实验室尺度水下爆炸气泡实验方法

为研究水下爆炸气泡的动态特性,建立了实验室尺度水下爆炸气泡实验方法,该方法采用高速摄影技术,在2m×2m×2m的水箱中进行,分别从定性和定量的角度分析了水箱边界影响产生的的误差.研究了小当量PETN的水下爆炸气泡现象,高速摄影的速度控制在4000～5 000 s-1,精度控制在1％以内.实验结果表明:随着药量的增加,水...     

陷落腔跨度对剪切层自持振荡特性的影响

针对均匀流场中不同跨度的三维陷落腔因流分离而产生的剪切层自持振荡问题,开展了系列实验研究.在来流为0°攻角,Re=2.06×10-5～1.16×10-6时分析了腔体跨度变化对三维陷落腔剪切层自持振荡特性的影响.实验中测量了三维腔体剪切层处腔体侧壁的周向流体压力,分析了腔口剪切层处流体压力的分布规律及其自持振荡特性.实验结果表明:均匀流作用下,腔体跨度的增大使剪切层处稳态压力系数CP增大,使剪切层随边处C′P增大,但腔体跨度的增加会使剪切层自持振荡频率明显降低.     

基于导热和对流联合作用原理中温管道流量测量研究

提出了一种测量管道流量的方法，即基于导热和对流和对流联合作用原理的中温管道流量测量方法。在提出测试原理的基础上，建立了依据该测试原理进行流量测量的实验台架，通过热空气等截面的实验试件进行实验。实验结果表明，基于导热和对流联合作用原理流量测量方法所依据的测试原理是正确的。由于该流量测量方法将流量测量问题转化为温度测量问题，因此产生误差的主要原因在于温度测量的准确度。     

水下爆炸气泡与海底相互作用研究

假设水下爆炸气泡阶段的流场为无粘、无旋、不可压缩的理想流体,基于势流理论,引入涡环模拟气泡的环状气泡阶段,运用边界元法模拟流场中气泡的运动,开发三维气泡动态特性模拟程序,将计算值与实验数据进行对比分析,结果表明,计算值与实验数据吻合较好.基于所开发的程序模拟了多种工况下气泡的动态特性,包括弱浮力、强Bjerknes力,强浮力、弱Bjerknes力以及浮力与Bjerknes力相等时水下爆炸气泡与海底的相互作用,并将各种工况的计算结果与Blake准则进行对比分析及讨论.在此基础上,进一步对比分析了不同工况下气泡的开尔文冲量(Kelvin Impulse),射流速度以及壁压等重要特征量.旨在为近壁面气泡的动态特性研究提供参考.     

水下爆炸时舰船冲击环境与冲击因子的关系

对舰船在遭受典型武器命中后的冲击环境及冲击因子的研究,是考核舰船生命力问题的重要组成部分．为了提高舰船的抗冲击性能,结合大型有限元动力分析软件LSDYNA对某型舰进行了数值仿真实验研究,计算了典型武器的攻击对全船的加速度的响应,并给出了冲击响应(加速度)的统计规律以及对冲击因子进行了分析．数据分析表明：冲击响应(加速度)峰值基本上符合Weibull分布,并且炸药当量的变化以及爆炸位置的不同对冲击响应会产生不同的影响．这对于整个舰船的生命力研究有着重要的意义．     

双层壳体水下振动和声辐射的仿真分析

潜艇的隐身性是现代军用潜艇一项至关重要的性能指标,但由于问题的复杂性,对潜艇结构的声学计算一直没能得到很好的解决．采用有限元结合边界元的计算技术,对敷有隔声去耦材料潜艇舱段模型的声学性能进行了计算．在现有的计算软件中,ANSYS软件处理多物理场的功能比较强,并且有专门的声学计算功能,但它计算量大,后处理功能弱;SYSNOISE软件是专门的声学计算软件,但没有建模功能．考虑到它们各自的特点,采用ANSYS软件计算结构的流固耦合振动,在此基础上采用SYSNOISE软件计算辐射声场．最后对计算结果进行了总结分析,发现模型辐射声场中的声压呈有规律的花瓣形分布,内外壳的振动响应随着频率的增加而出现较大区别．本文的算法和结论对本领域的理论研究和实艇敷设去耦瓦都具有一定的参考价值．     

壳间连接介质对双层壳声辐射性能的影响

研究了不同壳间连接介质的加筋双层壳的振动声辐射特性.基于Flügge壳体理论和Helmholtz波动方程,求解了双壳体声-流体-结构耦合方程,计算了有限长双层壳体在径向点激励下的声功率和振动速度级.结果表明,水层的耦合作用随频率的增高而降低,托板的耦合作用随频率的增高而增加,托板在内、外壳的振动传递中起着较大的作用.为了减小托板对振动及声辐射的影响,提出了阻尼托板结构,即在托板上添加阻尼材料,对含阻尼托板的圆柱壳声学特性进行了数值研究.结果表明,在中高频段,阻尼有效抑制了振动能量的传递,壳体的辐射声压明显降低,这对水下结构的减振降噪设计具有重要的参考意义.     

典型船舶结构中振动波传递特性研究

摘要：以波动理论为基础,根据不均质结构中波型转换、阻抗特性,系统地分析了典型船舶结构中振动波的传递特性,推导并给出了平面弯曲波入射时的隔声量公式。在此基础上人为构造了阻抗失配基座,分析了阻抗失配基座的隔振性能。结果表明,十型结构对弯曲波有较强的阻抑作用,弯曲波在突变截面处的能量再分配关系主要由两块板的特性阻抗所决定;┻┳型构件的连接处机械阻力较大,其隔振效果超过十型结构; 型结构隔振性能随突变截面阻抗失配程度增大显著提高,采取多次截面突变的办法能够得到较大的隔声量;阻抗失配基座加剧了振动波在船体板架中的波型转换、散射和反射,使总的隔振效果显著提高。本文旨在为船舶结构声学设计提供参考。     

方钢管配筋混凝土柱耐火极限影响因素分析及实用计算方法研究

利用方钢管配筋混凝土柱耐火极限的理论计算方法,对标准升温曲线升温及火灾有效荷载作用下,截面尺寸、构件长细比、截面含钢率、材料强度、荷载偏心率以及钢筋配筋率和钢筋强度对方钢管配筋混凝土柱耐火极限的影响进行分析。并在此基础上,提出按规范ISO-834和《建筑构件耐火试验方法》(GB 9978-88)规定的标准升温曲线升温作用下,钢管配筋混凝土柱耐火极限的实用计算方法,计算结果与数值计算和试验结果均吻合较好。