SPH方法研究空气在平板入水中的影响
本文关键词: 光滑粒子流体动力学 砰击 平板 空气垫 水 出处:《计算力学学报》2017年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:飞机水上迫降以及船体在高速行驶时,均会发生结构物砰击水面的现象,当结构物底面较为平坦,砰击水面时会捕获空气,在板底形成空气垫。研究空气垫的形成及影响,有助于对结构物进行更准确的载荷分析。该问题的研究涉及到气固液三相的相互作用,在数值模拟中仍是一个挑战,本文使用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对该问题进行模拟。首先,与实验结果进行对比;其次,系统地研究了平板形成空气垫以及砰击水面的过程,考查了空气、水和平板的动能变化。对比了在SPH模拟中考虑空气与不考虑空气得到的水压力场和平板所受压力,说明了空气对结果的影响;最后,研究了平板宽度对空气垫形成的影响,从而进一步影响加速度。
[Abstract]:Aircraft landing on water and hull at high speed will occur when the structure slamming on the surface of the water, when the bottom of the structure is relatively flat, slamming the water will capture the air. To study the formation and influence of air cushion is helpful for more accurate load analysis of structure. The study of this problem involves gas-solid-liquid three-phase interaction. It is still a challenge in numerical simulation. In this paper, the smooth particle hydrodynamics (SPH) method is used to simulate the problem. Secondly, the process of forming air cushion and slamming water surface is studied systematically, and the air is examined. The change of kinetic energy of water and plate is compared in the SPH simulation. The influence of air on the results is illustrated by comparing the water pressure field and the pressure of the plate with or without considering the air. Finally, the influence of plate width on the formation of air cushion is studied, and the acceleration is further affected.
【作者单位】: 西北工业大学航空学院;
【基金】:国家自然科学基金(11272266) 航空基金(2013ZD53049)资助项目
【分类号】:O353.4
【正文快照】: 1引言船体高速行驶或飞机水上迫降等行为都涉及到砰击水面的问题,此时需要考虑流体的动力学细节以及结构的破坏[1]。对于底部平坦的结构可以简化为平板进行研究。早期对平板砰击水面的研究发现,平板所受的压力远小于声学压力,在之后的研究中认识到是由于空气垫的存在起到了缓
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本文编号:1442487
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