水下爆炸冲击波载荷作用下舰船板架结构冲击可靠性研究

军舰和水下潜艇等军事作业平台,在执行任务时容易遭受水下炸弹、鱼雷等破坏性武器的袭击。其中,水下近距离、非接触爆炸可以产生能量很高的爆炸冲击波,对军舰和潜艇等产生巨大的破坏作用。因此,提高舰船板架结构的抗冲击波特性具有重要的意义。本文针对水下冲击波气泡脉动理论,系统研究舰船板架结构的水下爆炸冲击可靠性。     

气泡轻质土在既有路基填筑的变形研究

针对气泡轻质土填土路基的变形和破坏机理问题,基于路基弹塑性的理论和实际工程为背景建立了气泡轻质土填土有限元模型,通过数值模拟气泡轻质土分层填筑,分析了气泡轻质土填土路基在受载作用下的应力变化和沉降规律。结果表明:气泡轻质土路基在受载作用下,新老路基交界区域出现应力集中现象,随着上部荷载增加,集中应力越大,路基内部发生破坏现象。当荷载达到200 kPa后,上层轻质土路基内部最先发生塑性变形直至破坏;气泡轻质土路基受载后发生沉降变形,由于老路基沉降基本完成,导致新老路基交界区域相互作用易发生裂缝破坏,路基失稳。     

近无阻尼态下柔管自激振动减阻效果的实验研究

为寻求具有减阻效能的流体管路输送技术,采用双重管结构,在对柔管壁外侧分别加以几乎与管内压力相平衡的水及空气的条件下,对柔管的自激振动减阻效果进行了实验研究。研究结果表明:管的壁厚越小,自激振动的减阻率越大;管壁外为压力空气时,阻尼较小,自激振动减阻率较大,在雷诺数Re约为1.75×104时,壁厚为2 mm、3 mm及4 mm柔管的自激振动减阻率依次约为12%、10%、9%。从流体力学上为设计高效的流体输送技术提供一种新视野。     

A numerical investigation of bubble dynamics based on the potential-flow theory

1 Introduction1 In the past, people researched into the underwater bubble dynamics by combining the theoretical analysis and experimental study, however, theoretical analysis is limited to simple and regular cases and the repeatability and alterability of…     

铁路除沙车推沙阻力及推沙曲面优化研究

为了减小铁路除沙车推沙装置在推沙过程中的工作阻力和提高推沙效率,基于仿生学原理,选取了3种动物(棕熊、田鼠、家鼠)作为仿生对象。把仿生对象的爪趾内轮廓线作为推沙板触沙曲面的准线原型,通过进一步分析拟合后的仿生准线二阶导数和曲率,根据这些数据,建立了仿生推沙板在内的6种不同的推沙板。通过离散元仿真模拟,对比了6种推沙板在推沙过程中受到的阻力情况。研究表明,在相同条件下,推沙板受到的水平阻力与受到的总阻力很接近,因此水平阻力是影响推沙板工作效率的主要因素;仿生推沙板所受阻力相对于平面板和圆弧板都低,其中田鼠型仿生推沙板所受阻力最低。不同准线形式的仿生推沙板研究对减少推沙阻力有着重要指导意义。     

高粘度流体中气泡与自由液面相互作用实验研究

气泡的运动形式与边界条件密切相关.当气泡在近自由液面附近运动时,会与自由液面发生相互作用并产生复杂的水冢和射流现象.目前相关研究大多是在理想流体中进行,然而气泡在化工、生物及医学等高粘度流体中广泛存在,其运动规律尚未探明.因此,文中在前人研究的基础上,通过水下低压放电装置生成气泡,研究高粘度流体中气泡与自由液面相互作用...     

二维凹槽内加机翼减阻效果的数值分析

对平板、二维凹槽和二维凹槽内加机翼三种模型进行对比分析,数值探讨二维凹槽内加机翼的减阻效果。数值摸拟采用商业软件fluent,结果表明在二维凹槽内加入机翼后的阻力比平板的阻力有14．8％的减阻效果。     

舰船尾流气泡运动特性研究

建立了气泡在舰船尾流中浮升运动与径向运动的理论模型,针对不同半径、不同气体成分的气泡进行了数值模拟.计算结果表明:泡内气体成分对于半径较大的气泡无明显影响,而对于半径小于50μm的气泡则会产生显著的变化,甚至可能影响气泡变化的趋势;半径小于100μm的微小气泡能在尾流中长时间地存在,且随着气泡半径的减小,气泡在尾流中的存在时间呈指数规律增长,这一结论与实验结果具有较好的一致性.     

水中微气泡运动特性的理论研究与仿真

从受力分析的角度,对气泡运动方程进行了推导,并对半径在40～350μm之间的微小气泡进行了仿真计算。结果表明,当考虑气泡上浮的加速过程时,气泡上浮速度明显小于未考虑加速过程时的值,其变化范围为5～10%。因此,对于短距离气泡上浮过程,必须考虑气泡上浮过程中由加速度引起的虚拟质量力和Basset力对上浮速度的影响。在此基础上对气泡运动方程进行了详细分析,结果表明,阻力系数与粘滞系数是影响气泡上浮速度的主要因素,它们的取值与上浮速度成反比,并得出了通用的阻力系数表达式。     

尾流气泡声散射规律研究

通过对气泡半径与其所在深度的关系以及单个气泡散射面积的分析,研究了气泡上浮过程中气泡散射的变化规律。研究结果表明,满足散射峰值频率—深度条件时,气泡散射最强。