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水下爆炸作用的单双层圆柱壳结构冲击损伤特性研究被引量：6: 2014年; 针对圆柱壳结构受水下爆炸载荷冲击损伤问题用双渐近方法进行研究。通过大量工况分析发现,圆柱壳结构损伤模式按产生原因可分为直接冲击损伤引起局部结构强度破坏、局部构件横向冲击失稳、壳体环向冲击失稳及鞭状运动引起壳体纵向总体失稳4种,爆距较近时气泡脉动载荷占主要成分,较远时冲击波占主要成分。; 刘云龙田昭丽张阿漫; 关键词：圆柱壳水下爆炸冲击波气泡

有倾角的竖直壁面附近气泡与自由面相互作用研究被引量：8: 2013年; 本文采用边界元方法,研究了具有倾角的竖直壁面附近气泡与自由面的相互耦合作用.首先基于不可压缩势流理论,建立了边界元气泡动力学模型,并针对无限壁面附近的气泡和自由面作用问题,采用镜像法模拟了倾斜壁面的作用.然后,基于本文所建立的数值模型,分别计算了不同倾角的壁面对气泡和自由面水冢形态的影响,发现倾斜角度会导致自由面的边界条件不连续,从而对其运动产生明显的非线性影响.最后,分别分析了无浮力和有浮力情况下倾斜角度对其影响规律.; 刘云龙汪玉张阿漫; 关键词：水下爆炸气泡动力学自由面

基于格子Boltzmann方法和有限体积法的方柱绕流特性对比分析被引量：1: 2015年; 基于黏性流体理论,分别采用格子Boltzmann方法(LBM)和有限体积法(FVM)建立了黏性流场中方柱绕流模型。探究LBM在非光滑曲面钝体绕流方面的应用;并结合FVM进行对比分析。在FVM模型中,采用局部加密的方法对钝体边界进行处理,而在LBM模型中,除了传统的Half-way边界处理方法,还结合了拐角边界处理方法。为获得较好的可对比数据,根据已发表文献中的理论及UDF编译码技术,分别对两模型的进出口边界条件进行了讨论和设置。对比分析了两模型下的速度云图以及获得的升、阻力系数,Strouhal数。结果发现方柱上游压力不受涡脱落影响,雷诺数对其影响也较小;两种方法下的速度、无量纲参数吻合较好;但两者最适进出口边界不同,且相同条件下,LBM比FVM数值模拟能更快达到稳定状态。; 史冬岩李红群王志凯; 关键词：方柱绕流格子BOLTZMANN方法有限体积法

水中上浮气泡动态特性研究被引量：13: 2014年; 针对水中的上浮气泡,计入表面张力的作用,然后将气泡边界层内黏性效应分为法向和切向两部分,其中附加法向黏性应力通过Young-Laplace关系考虑;附加切向黏性力是基于黏性耗散能量等效原理,引入黏性修正压力代替.首先建立了轴对称和三维上浮气泡边界元模型,将数值结果与理论值和实验值进行对比分析,有良好的符合度,验证了数值模型的有效性;然后针对毫米量级上浮气泡的平衡速度与形态,讨论了气泡初始条件、表面张力和黏性对气泡上浮过程中动力学行为的影响;最后,提出了一种处理三维上浮气泡融合的数值方法,计算结果与实验现象符合良好,并且能够反映气泡融合后的复杂现象细节.; 李帅孙龙泉张阿漫; 关键词：黏性

不同壁面绕流特性的格子Boltzmann模拟研究被引量：2: 2017年; 为了探讨不同壁面的绕流特性,针对粘性流场中,不同壁面诱导的涡脱落现象以及升阻力系数等流场特性进行了格子Boltzmann数值研究。利用基于分子动理论的格子Boltzmann方法(LBM)求解Navier-Stokes方程,实现对流体运动的描述,针对不同的壁面条件,分别采用不同的格子Boltzmann流-固壁面处理方法。采用Half-way反弹边界条件来处理平直壁面,而曲壁面则采用LBM与有限差分法相结合的形式进行处理,计入了壁面与标准网格不重合对结果造成的影响。开发相应的计算程序,计算结果与已发表文献结果吻合良好,验证了数值模型的正确性。同时,探讨了进出口边界与钝体中心的距离对结果的影响。对比分析了不同壁面的绕流模型中升阻力系数、斯托罗哈数和涡量云图等,并进一步研究了雷诺数条件的影响。结果表明,不同壁面的绕流特性具有明显差异,且同时受雷诺数的显著影响;一般地,平直壁面对于来流作出的响应更迅速。; 李红群史冬岩王志凯Wasim M.K.Helal; 关键词：格子BOLTZMANN方法粘性流场

任意复杂流-固边界的格子Boltzmann处理方法被引量：4: 2014年; 本文提出了一种适用于流固耦合领域中任意复杂边界条件的lattice Boltzmann处理方法.该方法基于half-way反弹模型,在流固耦合处构建了一层虚拟边界,并结合有限差分的方法,获取虚拟边界上的变量值.改进后的方法确保了粒子反弹位置与宏观速度采集点的位置相同,计入了实际物理边界与网格线不重合时,偏移量对计算结果的准确影响,而且其适用范围被扩展到了任意静止或运动、平直或弯曲的复杂边界.文中研究了该方法在Poiseuille流、圆柱绕流和Couette流等经典条件下的边界处理能力,结果表明该方法与理论值符合良好,且当实际物理边界与网格线不重合时,与已发表文献中的结果相比,具有更高的精度.; 史冬岩王志凯张阿漫; 关键词：格子BOLTZMANN方法流固耦合

相同尺度下气泡与复杂壁面的耦合特性研究被引量：4: 2014年; 采用格子Boltzmann方法(LBM)建立了气液固三相耦合的动力学模型,研究了相同尺度下上浮气泡与复杂壁面的相互耦合作用.首先,基于黏性流体理论,通过构建一组格子Boltzmann(LB)方程来描述气液两相的运动,并以LB离散体积力的形式计入了黏性力、表面张力和重力.同时,采用LBM中的Half-way反弹模型与有限差分格式相结合的方式进行固壁边界的处理.然后,利用本文建立的模型,对不同特征尺寸比条件下,气泡与考虑边缘效应的平面固壁和曲面固壁的耦合特性进行了研究.研究发现固壁边界条件以及特征尺寸比对气泡的运动和拓扑结构的变化都具有明显的非线性影响.最后,研究了流体属性对气泡与复杂壁面耦合规律的影响.; 史冬岩王志凯张阿漫; 关键词：格子BOLTZMANN方法气泡

平面气枪阵列远场子波模拟及优化被引量：5: 2015年; 气枪阵列的远场压力子波具有良好的地震特性,被广泛应用于海底资源勘探。本文在前人基础上建立了气泡动力学方程,并在上述模型中加入简化的热力学模型,仅需知道气枪的工作压力、工作容积即可计算出远场压力子波。另外,针对平面阵列,对Ziolkowski模型进行了修正及简化,再将上述模型计算结果与Nucleus软件模拟结果对比,发现两者吻合良好。最后,结合粒子群算法对气枪平面阵列进行优化,发现在气枪阵列总体积变化较小时即可有效增大气泡比,并探讨了气枪容积在优化前后的变化规律,为气枪震源研究提供重要参考。; 叶亚龙李艳青张阿漫; 关键词：气枪阵列粒子群优化

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国防基础科研计划(B2420133001)