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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 171 毫秒
1.
面元法求解有限水深船舶兴波及水底压力变化   总被引:3,自引:1,他引:2  
应用势流理论中的格林函数方法计算了船舶定常运动的水动力参数,将有限水深Kelvin移动兴波源格林函数分解成三部分:简单Rankine源集合、局部扰动项和波函数项。在亚临界和超临界航速时,采用不同的积分顺序来消除被积函数的奇异性。利用面元法在船体表面上分布Kelvin源,计算了有限水深下船体表面的源强、压力分布及表面兴波,比较了有限与无限水深结果的区别和联系,进一步求解了船舶航行时引起的水底压力变化,计算结果与实验测量结果吻合良好。  相似文献   

2.
杨莉  汪玉  汪斌  黄超 《爆炸与冲击》2013,33(2):175-180
为获得沉底装药水中爆炸冲击波传播和气泡运动的一般规律,设计开展了沉底装药水中爆炸原理 性实验,通过观测记录装药沉底爆炸作用过程,并与装药自由场水中爆炸进行对比分析,得到主要结论:沉底 装药水中爆炸存在冲击波水底反射、气泡运动形成水底射流等复杂的载荷效应;沉底爆炸气泡呈半球形依附 在水底并同时急剧膨胀,其在收缩运动中连带水底介质颗粒迅速上浮,同时,气泡形状在水底射流作用下发生 显著变化;沉底爆炸冲击波压力呈指数衰减规律,无明显二次压力波,但由于水底介质作用而形成较强的水底 反射冲击波,一般使得迭加后的冲击波峰值压力高于入射波阵面压力。  相似文献   

3.
基于浅水波浪理论,建立了亚临界和超临界航速条件下舰船运动引起水底附近扰动速度的理论计算模型。通过数值计算,揭示了扰动速度分量的变化规律和分布特点。建立了舰船扰动速度的测试系统,对船模运动引起的扰动速度进行了测量。横向扰动速度分量计算结果与实验结果基本吻合,纵向扰动速度分量计算结果与实验结果定性一致。理论与实验研究表明,...  相似文献   

4.
超声表面波检测金属材料表面应力的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文应用声弹性理论研究了表面波在金属材料表面的传播速度和表面应力之间的关系,优化了表面波声弹性公式,建立了应力和表面波相对传播时间差的关系。通过构造实用的微型表面波探头,采用数字相关法计算了不同应力下的表面被传播时间差,确定了A3钢的表面波传播时间差与应力的关系式。同时分析了试件表面粗糙度和平整度对表面波速度变化的影响,最后给出了金属材料在不同表面条件下的实验分析结果。  相似文献   

5.
邢永明  佟铮  王呼和 《实验力学》2010,25(3):299-304
利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了成组药包水下爆炸冰盖动态响应模型,通过数值计算,得到了冲击波峰值压力变化规律,峰值压力与理论计算结果基本吻合。本文分析了冰盖在成组药包水下爆炸冲击载荷下的应力分布及垂直位移响应特征。结果表明,冰盖迎爆面为压缩破坏,背爆面为拉伸破坏,两者数值均十分接近,其中迎爆面最大压力值可达18.12MPa,冰盖近爆炸点最大垂直位移为1.211cm,两药包连线中点最小位移为0.15cm,达到脆性冰盖形成贯通裂隙的基本条件,从而确定了冰盖在水下成组药包大间距布设条件下,其动态破坏形式是以产生裂隙为主要特征。  相似文献   

6.
液层厚度对浮力-热毛细对流面型的影响   总被引:1,自引:1,他引:1  
段俐  康琦  胡文瑞 《力学学报》2004,36(6):641-648
将Michelson光学干涉测量系统与图像处理技术相结合,发展形成一种实时诊断热毛细对流和浮力对流流体表面形貌的实验测量系统. 采用光学干涉测量方法研究了两端带有温差的矩形池内薄层流体的对流、表面变形、以及表面波的基本问题. 应用Fourier变换方法对实验结果进行计算和分析,得到了流体表面变形和表面波的定量的实验结果. 实验结果表明了在浮力-热毛细对流的发展过程中,首先出现流体的表面变形,之后在该变形的基础上,叠加了一个表面波的信息,该表面变形和表面波与流体的温度梯度、表面张力、以及浮力有直接的关系;表面波隐藏在表面变形内.  相似文献   

7.
提出了一种基于光栅激光超声进行残余应变测量的新型非接触超声检测方法。该方法利用光栅激光源激发具有特定波长的窄频带的相干表面波,通过测量表面波声谱的变化实现残余应变的测量。建立了考虑声弹效应的激光超声有限元模型,模拟了光栅激光超声在施加了预应变的介质中产生的相干表面波,研究了表面波中心频率与材料表面残余应变之间的变化关系,考察了该方法的检测能力。模拟结果表明,光栅激光超声产生的表面波(SW)波速与应变的大小呈线性关系;当应变场深度小于波长(0.05mm)时,表面波的中心频率有明显的下降,之后逐渐趋于平缓。最后,利用拉伸试验得到的具有不同残余塑性应变的试件进行实验测试,验证了基于光栅激光超声的残余应变测量方法的有效性。测量结果表明,相干表面波的波速与塑性应变呈线性关系。  相似文献   

8.
润滑薄油膜承载力的测量   总被引:3,自引:2,他引:1  
李霞  郭峰  杨淑燕 《摩擦学学报》2012,32(2):139-143
利用面接触润滑油膜测量系统研究了固定倾角滑块轴承承载力问题.在滑块倾角和载荷固定不变的条件下测得油膜厚度与速度的关系,经过参数转换,得到无量纲承载量曲线.这不同于传统方法中在不同收敛比下对油膜压力的直接测量.结果表明:在薄油膜条件下实际承载量曲线和理论曲线表现了相同的变化趋势;实测值小于理论值;理论认为无量纲承载量唯一由收敛比决定,而实验结果表明无量纲承载量曲线受滑块倾角、载荷和润滑油性质的影响.  相似文献   

9.
本文介绍LDA用于测量U形水槽内的振荡流。水槽直管段为正方形,弯管段内侧弯面及外侧弯面是专门计算设计的。对于水平直管段、竖管段及弯管段共七个截面,测量了边界层外振荡流速的振幅分布。对于水平直管段上底面及下底面各三个截面,测量了边界层內振荡流速的振幅分布及相位分布。测量结果和无限长槽道的理论计算结果作了比较,二者基本符合。  相似文献   

10.
用exp-6有效两体势模型和液体变分微扰理论计算了液Ar冲击压缩曲线,在35GPa以下的压力范围内计算的冲击压缩曲线与Thiel及Nellis等人的实验数据及其它理论的计算结果符合较好。计算结果表明文中所选的势较为准确地反映了液体分子间的相互作用。也对较高冲击压力下理论计算的冲击曲线和实验结果之间的偏差作了分析,结合不透明度实验的结果,我们认为当压力超过35GPa,温度在12000K以上时,液Ar体系电子激发对系统热力学状态有较大影响。  相似文献   

11.
Results are reported of an unsteady Reynolds‐averaged Navier–Stokes (RANS) method for simulation of the boundary layer and wake and wave field for a surface ship advancing in regular head waves, but restrained from body motions. Second‐order finite differences are used for both spatial and temporal discretization and a Poisson equation projection method is used for velocity–pressure coupling. The exact kinematic free‐surface boundary condition is solved for the free‐surface elevation using a body‐fitted/free‐surface conforming grid updated in each time step. The simulations are for the model problem of a Wigley hull advancing in calm water and in regular head waves. Verification and validation procedures are followed, which include careful consideration of both simulation and experimental uncertainties. The steady flow results are comparable to other steady RANS methods in predicting resistance, boundary layer and wake, and free‐surface effects. The unsteady flow results cover a wide range of Froude number, wavelength, and amplitude for which first harmonic amplitude and phase force and moment experimental data are available for validation along with frequency domain, linear potential flow results for comparisons. The present results, which include the effects of turbulent flow and non‐linear interactions, are in good agreement with the data and overall show better capability than the potential flow results. The physics of the unsteady boundary layer and wake and wave field response are explained with regard to frequency of encounter and seakeeping theory. The results of the present study suggest applicability for additional complexities such as practical ship geometry, ship motion, and maneuvering in arbitrary ambient waves. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

12.
变深度浅水域中非定常船波   总被引:1,自引:0,他引:1  
陈波  吴建康 《力学学报》2003,35(1):64-68
以Green—Naghdi(G—N)方程为基础,采用波动方程/有限元法计算船舶经过变深度浅水域时非定常波浪特性.把运动船舶对水面的扰动作为移动压强直接加在Green-Naghdi方程里,以描述运动船体和水面的相互作用.以Series60 CB=0.6船为算例,给出自由面坡高,波浪阻力在船舶经过一个水下凸包时变化规律,并与浅水方程的结果进行了比较.计算结果表明,当船舶经过凸包时,波浪阻力先增加,后减少,并逐渐趋于正常.同时发现,当船速小于临界速度时(Fr=√gh<1.0),G—N方程给出的船后尾波比浅水方程的结果明显,波浪阻力也比浅水方程的结果有所提高,频率散射必须考虑.当船速大于临界速度时(Fr=√gh>1.0),G—N方程的计算结果与浅水方程差别不大,频率散射的影响可以忽略.  相似文献   

13.
A coupling method for numerical calculations of steady free‐surface flows around a body is presented. The fluid domain in the neighbourhood of the hull is divided into two overlapping zones. Viscous effects are taken in account near the hull using Reynolds‐averaged Navier–Stokes equations (RANSE), whereas potential flow provides the flow away from the hull. In the internal domain, RANSE are solved by a fully coupled velocity, pressure and free‐surface elevation method. In the external domain, potential‐flow theory with linearized free‐surface condition is used to provide boundary conditions to the RANSE solver. The Fourier–Kochin method based on the Fourier–Kochin formulation, which defines the velocity field in a potential‐flow region in terms of the velocity distribution at a boundary surface, is used for that purpose. Moreover, the free‐surface Green function satisfying this linearized free‐surface condition is used. Calculations have been successfully performed for steady ship‐waves past a serie 60 and then have demonstrated abilities of the present coupling algorithm. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

14.
An exploratory study of high-speed surface ship flows is performed to identify modelling and numerical issues, to test the predictive capability of an unsteady RANS method for such flows, to explain flow features observed experimentally, and to document results obtained in conjunction with the 2005 ONR Wave Breaking Workshop. Simulations are performed for a high-speed transom stern ship (R/V Athena I) at three speeds Froude number (Fr) = 0.25, 0.43 and 0.62 with the URANS code CFDSHIP-IOWA, which utilizes a single-phase level set method for free surface modelling. The two largest Fr are considered to be high-speed cases and exhibit strong breaking plunging bow waves. Structured overset grids are used for local refinement of the unsteady transom flow at medium speed and for small scale breaking bow and transom waves at high-speeds. All simulations are performed in a time accurate manner and an examination of time histories of resistance and free surface contours is used to assess the degree to which the solutions reach a steady state. The medium speed simulation shows a classical steady Kelvin wave pattern without breaking and a wetted naturally unsteady transom flow with shedding of vortices from the transom corner. At higher speeds, the solutions reach an essentially steady state and display intense bow wave breaking with repeated reconnection of the plunging breaker with the free surface, resulting in multiple free surface scars. The high-speed simulations also show a dry transom and an inboard breaking wave, followed by outboard breaking waves downstream. In comparison to an earlier dataset, resistance is well predicted over the three speeds. The free surface predictions are compared with recent measurements at the two lowest speeds and show good agreement for both non-breaking and breaking waves.  相似文献   

15.
黄聪祎  赵伟文  万德成 《力学学报》2022,54(12):3319-3332
船舶在海洋中航行时经常会受波浪的作用, 在波浪的作用下, 船体可能会发生六自由度的运动. 在船体运动幅度较小时, 可以简单地将船体运动视为刚体运动. 但当波浪环境较为剧烈、船体运动幅度较大时, 船体可能会发生变形, 此时船舶弹性的影响无法忽略. 因此, 研究弹性船体在波浪中的运动对船舶运动性能和航行安全具有重要的意义. 移动粒子半隐式方法MPS方法是一种基于拉格朗日方法表示的无网格粒子类方法, 该方法在模拟具有自由面大变形特征的问题时具有其独特的优势. 有限元方法FEM作为一种传统的并且已被广泛应用的结构求解方法, 具有很好的稳定性、准确性和鲁棒性. 本文将MPS方法与FEM方法二者的优势结合, 基于MPS-FEM耦合方法, 使用自主开发的MPSFEM-SJTU流固耦合求解器, 模拟刚性船体和弹性船体在规则波中的运动, 并分析船体的弹性对船体运动响应的影响. 首先模拟刚性船体在不同波长的规则波中的运动, 研究规则波波长对船体运动响应的影响. 接着分别模拟了刚性和弹性船体在规则波中的运动, 结果表明, 刚性船体的运动幅值大于弹性船体的运动幅值, 而弹性船体船舯附近的压力大于刚性船体.   相似文献   

16.
直立码头前船波浪力耦合计算模型   总被引:1,自引:1,他引:1  
建立了外域用Boussinesq方程、内域用刚体运动方程的直立码头前二维船剖面波浪力的时 域计算耦合模型,内域与外域在交界面的匹配条件是流量连续和压力相等. 进行了相关模型 实验,并把计算结果与实验结果进行了对比. 推导了船体与水底和直立码头之间间隙内流体 运动的自振频率,研究了间隙内流体运动的共振现象.  相似文献   

17.
考虑粘性作用情况下船在船厢中运动的水动力学分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
从根据浅水特性在垂直方向所平均化的N-S方程出发,利用有限元计算船舶进出船厢时的水动力学过程和船舶运动过程中的升沉、纵倾及船舶与厢底的最小间隙.由于在平均过程中保留了粘性项,同时产生了底摩擦项,使得到的数学方程更接近真实物理问题,另一方面也增加数值计算的稳定性.本文提出了随非惯性系一起运动的开边界的辐射条件.关于压力的求解,在船底与自由表面分别利用压力泊松方程求压力及自由表面利用连续方程求波高的求解方法.由针对三峡升船机的数值模拟的计算结果看,计算结果合理,计算方法稳定.  相似文献   

18.
Based on a two-dimensional potential flow theory, earthquake-induced hydrodynamic pressures on a rigid dam with a non-vertical upstream face are examined by the Trefftz method. The effect of surface waves on the hydrodynamic pressure distribution is discussed in detail. Numerical values are given for different wave effect parameters and different geometries of the dam–water interface.  相似文献   

19.
The resonant flow of an incompressible, inviscid fluid with surface tension on varying bottoms was researched. The effects of different bottoms on the nonlinear surface waves were analyzed. The waterfall plots of the wave were drawn with Matlab according to the numerical simulation of the fKdV equation with the pseudo-spectral method. Prom the waterfall plots, the results are obtained as follows: for the convex bottom, the waves system can be viewed as a combination of the effects of forward-step forcing and backward step forcing, and these two wave systems respectively radiate upstream and downstream without mutual interaction. Nevertheless, the result for the concave bottom is contrary to the convex one. For some combined bottoms, the wave systems can be considered as the combination of positive forcing and negative forcing.  相似文献   

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