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计入气穴的水下爆炸作用下结构流固耦合三维数值模拟
引用本文:张阿漫,任少飞,李青,李佳.计入气穴的水下爆炸作用下结构流固耦合三维数值模拟[J].应用数学和力学,2012(9):1115-1128.
作者姓名:张阿漫  任少飞  李青  李佳
作者单位:哈尔滨工程大学船舶工程学院;中国舰船研究设计中心
基金项目:新世纪优秀人才支持计划基金资助项目(NCET100054);第十二届霍英东教育基金资助项目(121073);国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金资助项目(10976008);国家自然科学基金重点资助项目(50939002)
摘    要:水下爆炸在结构物面附近产生的气穴现象,严重影响水下爆炸作用下的流固耦合动响应,是舰船水下爆炸领域的难点,传统的边界元方法、有限元方法(FEM)难以解决水下爆炸气穴现象这类强非线性问题.针对此问题,计及流体中的气穴现象,考虑流体的可压缩型,忽略流体粘性,建立水下爆炸瞬态强非线性流固耦合三维数值模型,采用流体谱单元方法(SEM)和结构有限元方法求解该模型.计算结果表明:相对有限元法,谱单元法具有更高的计算精度,且谱单元解与解析解、试验值吻合良好.在此基础上,结合ABAQUS软件,分别探讨三维球壳、船体板架在水下爆炸作用下的瞬态流固耦合机理,给出气穴区域及其对水中结构物动响应的影响特征,旨在为舰船水下爆炸瞬态流固耦合问题的相关研究提供参考.

关 键 词:水下爆炸  谱单元法  流固耦合  气穴  球壳  板架

3-D Numerical Simulation on the Fluid-Structure Interaction of Structure Subjected to Underwater Explosion With Cavitation
ZHANG A-man,REN Shao-fei,LI Qing,LI Jia.3-D Numerical Simulation on the Fluid-Structure Interaction of Structure Subjected to Underwater Explosion With Cavitation[J].Applied Mathematics and Mechanics,2012(9):1115-1128.
Authors:ZHANG A-man  REN Shao-fei  LI Qing  LI Jia
Institution:1(1.College of Shipbuilding Engineering,Harbin Engineering University, Harbin 150001,P.R.China; 2.China Ship Development and Design Center,Shanghai 201102,P.R.China)
Abstract:
Keywords:
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