轴向受冲薄壁圆管的尺度效应研究

在理论研究中，轴向冲击下薄壁圆管的力学特性一般都是采用结构有效利用率和紧致比两个无量纲比值来研究的，由于忽略了圆管的尺度效应，故这种处理过于简单。为使问题处理值得更好，这里应用非线性有限元技术，对薄壁圆管受轴向冲击载荷作用进行研究，研究紧致比相同而中径和厚度不同时的动响应力学特性及吸能特性，并根据计算结果分析了圆管的尺度效应。     

受冲薄壁圆管动态渐进屈曲的非线性有限元分析

采用非线性有限元方法,在经典刚塑性理论的基础上,考虑了材料非线性、大变形效应和应变率敏感性,对薄壁圆管的动态渐进屈曲过程进行了数值仿真.研究表明,利用非线性有限元数值仿真方法,可以对薄壁圆管动态渐进屈曲这一复杂的力学过程进行真实有效的模拟再现.     

受冲薄壁圆管动态渐进屈曲的非线性有限元分析

采用非线性有限元方法，在经典刚塑性理论的基础上，考虑了材料非线性、大变形效应和应变率敏感性，对薄壁圆管的动态渐进屈曲过程进行了数值仿真。研究表明，利用非线性有限元数值仿真方法，可以对薄壁圆管动态渐进屈曲这一复杂的力学过程进行真实有效的模拟再现。     

受冲击海上桥梁的非线性动力响应特征数值模拟

在受冲击海上桥梁的非线性动力响应特征数值模拟中,使用传统动力响应特征数值模拟方法模拟的准确度较低,因此提出一种受冲击海上桥梁的非线性动力响应特征数值模拟方法,利用有限元模型对海上桥梁进行基础非线性动力响应分析,通过自由度方程组建立动力响应特征数值模拟模型,结合等分能量法实现动力响应特征数值模拟,为了验证该方法的模拟准确度,利用该方法与传统动力响应特征数值模拟方法同时进行桥梁的非线性动力响应特征数值模拟,其模拟准确度分别为92.4%,72.3%,65.4%,69.1%,通过对比实验可知该方法的模拟准确度最高,验证了该方法的优越性。     

轴向受冲薄壁圆管的尺度效应研究

在理论研究中,轴向冲击下薄壁圆管的力学特性一般都是采用结构有效利用率和紧致比两个无量纲比值来研究的,由于忽略了圆管的尺度效应,故这种处理过于简单.为使问题处理得更好,这里应用非线性有限元技术,对薄壁圆管受轴向冲击载荷作用进行研究,研究紧致比相同而中径和厚度不同时的动响应力学特性及吸能特性,并根据计算结果分析了圆管的尺度效应.     

冲击载荷作用下船体变形的数值模拟研究

为了提高船体在冲击载荷作用下的刚度和强度,从而应用在船体的强化设计中,研究冲击载荷作用下船体变形的数值模拟方法,提出基于连续体模型应力评估的船体变形的数值模拟模型,进行船体变形的应力屈服力学分析,建立在冲击荷载下的船体变形的延性断裂行为学模型,采用断裂韧度的规则化测试方法进行船体变形的数值模拟,结合连续体模型应力评估方法进行船体变形的机械强度分析和屈服响应评估,实现船体变形关联约束参量的准确评估和数值模拟。仿真测试表明,采用该方法进行冲击载荷作用下船体变形的数值模拟的精准度较高,通过准确模拟船体变形应力参数进行机械强度设计,改善船体抗冲击载荷能力。     

高速高温射流冲击传热特性的数值模拟

射流冲击传热作为一种有效的强化传热方法,射流冲击参数直接影响其传热效果.本文采用数值模拟方法对高速高温射流冲击的传热特性进行了研究,特别研究了喷嘴与冲击面间距离及喷嘴轴线和冲击面间的夹角对其传热特性的影响规律.研究结果对高速高温射流冲击传热特性的理论研究及工程应用都有非常重要的指导意义.     

规则波下码头面板底部冲击压强分布数值模拟*

采用计算机数值模拟方法,在FLUENT软件计算平台上建立了二维规则波数值波浪水槽,对透空平板、有梁面板结构底面受到的波浪冲击压强分布情况进行研究。数学模型采用RANS方程和k-ε湍流模型,以VOF方法处理自由表面。通过对不同工况的数值模拟和试验结果比较,验证了模型的造消波性能和应用的有效性。然后通过计算,得到了波浪冲击过程中面板底部冲击压强的分布规律,并对数据进行了分析和统计,提出了面板底面冲击压强分布宽度的拟合公式,作为工程设计的参考。     

波浪冲击平板过程流场的数值模拟

为研究波浪冲击过程的流场特性,应用FLUENT软件建立了规则波与平板结构相互作用的二维数学模型,模型中采用RANS方程和k-ε湍流模型,以VOF方法处理自由表面.通过对不同工况的数值模拟和试验结果比较,验证了模型的可靠性,得到波浪对结构物底面冲击过程的流场变化特性.然后分别讨论了波陡、平板离开水面距离和板宽等因素对结构物底面水质点最大垂向运动速度的影响,并研究了水质点运动速度和冲击压力之间的关系.     

受载时船舶屈曲临界载荷数值的数学模型设计

船舶航行中船体会受到来自于水体的巨大冲击力,一旦超过屈曲载荷临界值就会增加船体断裂的风险。针对传统载荷控制模型对于环境参数变化不敏感、反应时滞过长的弊端,设计一种用户船舶屈曲临界值计算分析的数学模型。分析船舶行进中轴向速度和径向速度,并从速度与应力的比例关系中识别出船体受力综合载荷值,以此建立屈曲临界载荷数学模型。基于临界载荷数学模型分析不同载荷值条件下径向、轴向力的变化与临界误差之间的关系,进而准确地识别出屈曲临界载荷数据的变化规律。仿真结果表明,提出数学模型具有更高的载荷值传递效率,能够及时做出主动调整,并有效降低各种作用力对于船体的冲击。     

多尺度的潜艇集体逃生舱运动过程数值模拟

潜艇集体逃生舱上浮速度过大,导致冲出水面再落水冲击时会产生较大的冲击力,从而对人员造成二次威胁。为了研究集体逃生舱的尺度参数对其运动安全性的影响,建立多尺度逃生舱的上浮运动和入水冲击理论模型,并采用FLUENT和ANSYS/ LS - DYNA对集体逃生舱的运动过程进行计算机仿真。研究结果表明,增大集体逃生舱的直径可以减小其出水速度和入水冲击力,有利于提高集体逃生舱的安全性。     

水平冻结法温度场数值模拟

以天河客运站折返线暗挖隧道为背景,分析三维温度场同二维温度场区别及冻结壁厚度的发展趋势,通过 ANSYS对冻结区域的温度场进行数值模拟,对冻结区域进行温度的定量评价,并分析了各个冻结时间段的温度场分布、冻结壁厚度。对数值模拟模型的建立进行了优化设计,对数值模拟计算的单元点划分粗细部位也进行了优化,从而建立贴近实际的模型,提高计算精度,给实际的设计和施工提供可靠的温度数据。     

热管散热器的实验研究及温度场数值模拟

为了提高真空断路器额定载流密度,对端子处安装了毛细结构热管散热器的铜排通流2200A,进行了温度分布情况实验研究。通过PT1000热敏电阻探头测得的各部分温度分布情况,分析了在加装热管后的散热效果。对热管散热的换热过程进行理论分析,建立数学模型。结果表明,计算得到的温度分布情况与实验测得的数据吻合度较高,为提高散热性能提供了参考依据。     

海洋非金属管道在位稳性数值模拟

文章研究了在波流水动力荷载作用下海洋非金属管道管土接触的在位稳性。通过嵌入UWAVE子程序的ABAQUS施加考虑升力的水动力荷载,编写基于Zhang理论弹塑性模型自定义管土接触单元,对管道进行动态分析。结果发现管道的应力应变处于较低水平,在位状态失效不是由强度破坏造成的;不考虑升力将使管道陷深增大,侧向位移受到约束。最后做了参数分析,包括管道安装过程中的集中荷载效应、海床土壤类型及考虑海床不平整造成的悬跨段长度。     

LNG低温管道PIR保冷层内部温度随厚度变化的数值模拟研究

应用ANSYS Workbench软件对LNG低温管道PIR保温结构进行稳态热分析,采用导热系数法对PIR保冷层内部温度随厚度变化进行数值模拟研究,得到PIR保冷层内部温度随保冷层厚度变化关系,该研究结果为LNG管道保冷结构的优化设计提供了理论依据。     

三维刚体椭圆头结构高速倾斜入水冲击模拟

分析结构入水抨击载荷的非线性问题,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立三维刚体椭圆头结构入水模型,采用软件中的ALE算法,研究结构以不同入水角度和入水速度高速倾斜入水时,结构在入水初期所遭受的冲击压力峰值,得到不同条件入水时的压力峰值曲线,同时观察到在冲击入水初期自由液面的变化和伴随现象。     

基于ANSYS的舰船桅杆振动半主动神经网络控制仿真

舰船桅杆在风载、船舶横摇惯性载荷以及由螺旋桨引起的桅杆基础加速度激励等载荷作用下,其顶部雷达处会产生较大的转角振动,严重影响雷达追踪的分辨率.文中以磁流变液阻尼器(Magneto-Rheological Damper)为作动器,采用神经网络模拟该阻尼器的逆向动特性,并运用独立模态空间控制算法设计了半主动控制系统.研究了基于ANSYS平台的振动半主动控制实现方法,并最终在ANSYS中实现了基于磁流变阻尼器的舰船桅杆振动半主动控制.数值计算结果表明,文中设计的控制系统能有效地减小桅杆顶部雷达的转角振动,基于ANSYS实现结构振动控制仿真是可行的.     

波浪在导弹出水过程中影响效果数值分析

应用Ansys/Ls-dyna数值计算的方法研究波浪对导弹出水姿态的影响,获取了导弹在不同波浪等级条件下出水姿态变化规律。利用数值分析计算方法,得出了极限波浪等级条件下导弹出水姿态参数。     

基于船体变形数值仿真的FPSO管道应力分析

为区别于传统经验公式计算管道应力的方法,采用有限元方法计算浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）船体变形,提取具体管道支架的位移值,并利用CAESAR Ⅱ软件进行管道应力计算。有限元预报得到的管道应力更加准确,而经验公式得到偏保守的结果。建议在对FPSO管道进行初步设计时可采用经验公式方法,在进行详细设计和局部管道应力校核时可采用数值仿真方法。     

基于间断有限元方法的可压缩水高速冲击平板特性研究

基于任意欧拉拉格朗日（ALE）方法,忽略流体的粘性,建立水射流冲击刚性平板的数值模型。为了更为精确地捕捉流场中压力波,该文推导了在ALE框架下的间断有限元方法。该方法易于提高数值离散的空间精度,数值稳定性较
　　好,利于精确模拟高速水射流冲击过程。对于自由液面的变形,采用径向基函数方法确定网格单元的速度。该方法采用边界网格节点的信息去推导出内部网格节点的信息,不需要单元信息。平头水柱射流冲击的数值结果与Autodyn的数值结果吻合较好。在验证方法合理性的基础上,文中对平头及圆头水柱中压力波的分布特性进行了分析。数值结果表明：当冲击在平板表面时,会在产生一个压力波之后向水域内传播,且使得平板受到较大压力的作用。此外,圆头水柱的射流冲击将会产生一个更大的压力峰值。