舰船远场水下爆炸冲击环境的建模方法

发布时间：2023-12-12 17:59

　　针对船体结构和舷外流场建模过程中存在的不确定性问题，以水下远场非接触爆炸为研究背景，分析不同建模方法和模型简化方法对舰船冲击响应的影响，提出一套适合工程应用的标准化建模方法，旨在尽量减小前处理过程中的人为误差，提高仿真精度。 首先，总结水下爆炸冲击环境和舰船冲击响应常用的描述方法，分析各种描述方法的使用范围。 其次，建立简化水面舰船模型，基于水下远场非接触爆炸，计算结构物的冲击响应。不断变换舷外流场大小、单元尺寸、渐变率和单元形状，分析不同流场形式对水面舰船低频和高频响应的影响。根据数值仿真结果，兼顾计算精度和计算时间，总结一套标准化的舷外流场建模方法。 第三，详细建立油船舱段模型，其中包括肘板和开孔，分析舱段模型的冲击环境，并与简化模型对比分析；从时域和频域两方面分析局部结构对冲击环境的影响，从应力峰值方面分析局部结构对应力衰减的影响；最后基于数值计算结果，得出局部结构简化对冲击环境的影响规律。 第四，模拟远场非接触水下爆炸中，舰载设备的冲击响应。通过大量计算，分析不同设备建模和简化方法对冲击输入的影响，根据设备质量和连接方式，总结舰载设备的建模方法。 最后，针对前处理中，梁单元方向...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水下远场非接触爆炸
        1.2.2 水下非接触爆炸作用下的舰船冲击响应
        1.2.3 模型简化研究进展
    1.3 主要研究内容
第2章 水下爆炸冲击环境及冲击响应描述方法
    2.1 水下爆炸冲击环境
    2.2 冲击响应描述方法
    2.3 冲击环境有限元计算方法有效性验证
    2.4 本章小结
第3章 远场水下非接触爆炸中流场建模方法
    3.1 有限元模型基本参数
        3.1.1 模型 A
        3.1.2 模型 B
    3.2 流场区域的确定
        3.2.1 单元尺寸
        3.2.2 低频响应分析
        3.2.3 高频响应分析
    3.3 流场单元类型对冲击环境计算的影响
        3.3.1 应用均匀四面体单元离散流场时冲击环境计算精度分析
        3.3.2 应用渐变四面体单元离散流场时冲击环境计算精度分析
        3.3.3 应用六面体单元离散流场时冲击环境计算精度分析
    3.4 流场建模标准化方法建议
    3.5 本章小结
第4章 局部结构简化对舰船冲击环境计算的影响
    4.1 舱段有限元模型局部简化说明
        4.1.1 舱段局部结构简化说明
        4.1.2 舱段模型单元尺寸
        4.1.3 工况说明
    4.2 简化肘板对舰船冲击环境的影响
        4.2.1 冲击环境分析
        4.2.2 应力分析
    4.3 简化开孔对舰船冲击环境的影响
        4.3.1 冲击环境分析
        4.3.2 应力分析
    4.4 简化肘板、开孔对舰船冲击环境的影响
        4.4.1 冲击环境分析
        4.4.2 应力分析
        4.4.3 塑性应变分析
    4.5 本章小结
第5章 舰船远场爆炸冲击环境的其它建模简化方法
    5.1 梁单元定义的简化方法
        5.1.1 “远点”法有效性验证
        5.1.2 “远点”法应用总结
    5.2 舰载设备建模方法研究
        5.2.1 舰载设备冲击输入分析
        5.2.2 舰载设备标准化建模方法总结
    5.3 数据后处理自动化方法研究
        5.3.1 Python 后处理
        5.3.2 Python 后处理程序的运行
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3873361