二维物体入水砰击理论及其应用研究
发布时间：2021-07-14 17:54
入水砰击问题在实际工程中普遍存在,包括船舶砰击,水上飞机降落和鱼雷入水等。本文研究了计算二维物体入水砰击问题的理论方法,在Wagner理论的基础上提出了改进的椭圆拟合方法,并用该方法计算了不同类型的二维入水问题,之后利用2D+t理论将该方法应用于滑行艇垂向动升力的计算。论文首先阐明了本文工作的背景与意义,并介绍了入水砰击理论满足的假设与条件和具体理论模型。对经典入水理论Wagner理论及其改进方法—OLM和MLM方法进行了推导和渐近分析。详细介绍了Wagner理论的两个重要思想:相当平板假设和自由面抬升,并且分析了OLM和MLM方法的优缺点。基于Wagner理论提出了新的改进方法,以椭圆拟合替代平板拟合,保证了砰击力计算的精确度,并且与MLM方法相比适用于斜升角更大的物体入水问题。第三章主要通过对楔形体和圆柱体入水问题以及流动分离问题的计算,验证了椭圆拟合方法的有效性。之后基于椭圆拟合方法,引入辅助边界建立流动分离模型,并给出了辅助线角度与斜升角满足的近似关系。采用该方法对有限宽楔形体入水问题进行了计算,并将得到的垂向力与有关实验数据对比,证明了该方法的可行性。第四章引入2D+t理论,...
【文章来源】：中国舰船研究院北京市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本文研究背景与意义
1.2 入水砰击问题研究进展
1.2.1 关于入水砰击的理论研究
1.2.2 关于入水砰击的实验研究
1.2.3 关于入水砰击的数值模拟
1.3 入水砰击理论的应用
1.4 本文主要工作与创新点
第二章 二维物体入水砰击理论研究
2.1 入水理论基础
2.2 Wagner理论模型
2.2.1 Wagner理论假设
2.2.2 入水半宽的求解
2.3 改进的Wagner理论方法
2.3.1 理论模型简述
2.3.2 渐近分析求解
2.4 椭圆拟合方法
2.4.1 理论公式推导
2.4.2 椭圆形状的确定
2.5 本章小结
第三章 二维物体入水砰击问题计算与分析
3.1 楔形体匀速入水问题分析
3.2 楔形体自由入水问题分析
3.2.1 迭代求解
3.2.2 计算结果分析
3.3 圆柱体匀速入水问题分析
3.4 有限宽楔形体匀速入水问题分析
3.4.1 流动分离模型
3.4.2 计算结果分析
3.5 本章小结
第四章 基于椭圆拟合与二维半理论的滑行艇水动力计算
4.1 高速航行体周围流场的定解条件
4.2 二维半(2D+t)理论
4.3 滑行艇动升力与力矩计算
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 本文主要创新点
5.3 研究工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑流动分离的有限宽楔形剖面匀速入水受力分析[J]. 段文洋,朱鑫,倪阳,俞圣杰. 船舶力学. 2013(08)
[2]初始因素对高速物体砰击水面后动特性的影响[J]. 陈占晖,卢永锦. 船舶工程. 2010(02)
[3]二维楔形体入水砰击仿真研究[J]. 陈震,肖熙. 上海交通大学学报. 2007(09)
[4]三维球鼻艏入水砰击研究[J]. 陈震,肖熙. 船舶工程. 2007(04)
[5]二维楔形体冲击入水时的流固耦合响应的实验研究[J]. 孙辉,卢炽华,何友声. 水动力学研究与进展（A辑）. 2003(01)
[6]入水初期流场的测量方法[J]. 张志荣,洪方文,张军,徐洁. 水动力学研究与进展（A辑）. 2001(03)
[7]平底物体撞水响应分析[J]. 倪樵,李其申,黄玉盈. 华中科技大学学报. 2001(04)
[8]返回舱水上冲击特性的试验研究与理论计算[J]. 宣建明,缪弋,程军,钱耀鑫,周正全,王卫东. 水动力学研究与进展（A辑）. 2000(03)
[9]时域边界元法分析撞水响应[J]. 钱勤,黄玉盈,乐东义. 固体力学学报. 1996(01)
[10]任意的拉格朗日欧拉边界元－有限元混合法分析物体撞水响应[J]. 钱勤,黄玉盈,王石刚,刘志宏,赵宇征,朱达善. 固体力学学报. 1994(01)
博士论文
[1]高速船舶运动与波浪载荷计算的二维半理论研究[D]. 马山.哈尔滨工程大学 2005
硕士论文
[1]流体/刚体砰击问题及相似解研究[D]. 许国冬.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3284612
【文章来源】：中国舰船研究院北京市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本文研究背景与意义
1.2 入水砰击问题研究进展
1.2.1 关于入水砰击的理论研究
1.2.2 关于入水砰击的实验研究
1.2.3 关于入水砰击的数值模拟
1.3 入水砰击理论的应用
1.4 本文主要工作与创新点
第二章 二维物体入水砰击理论研究
2.1 入水理论基础
2.2 Wagner理论模型
2.2.1 Wagner理论假设
2.2.2 入水半宽的求解
2.3 改进的Wagner理论方法
2.3.1 理论模型简述
2.3.2 渐近分析求解
2.4 椭圆拟合方法
2.4.1 理论公式推导
2.4.2 椭圆形状的确定
2.5 本章小结
第三章 二维物体入水砰击问题计算与分析
3.1 楔形体匀速入水问题分析
3.2 楔形体自由入水问题分析
3.2.1 迭代求解
3.2.2 计算结果分析
3.3 圆柱体匀速入水问题分析
3.4 有限宽楔形体匀速入水问题分析
3.4.1 流动分离模型
3.4.2 计算结果分析
3.5 本章小结
第四章 基于椭圆拟合与二维半理论的滑行艇水动力计算
4.1 高速航行体周围流场的定解条件
4.2 二维半(2D+t)理论
4.3 滑行艇动升力与力矩计算
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 本文主要创新点
5.3 研究工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑流动分离的有限宽楔形剖面匀速入水受力分析[J]. 段文洋,朱鑫,倪阳,俞圣杰. 船舶力学. 2013(08)
[2]初始因素对高速物体砰击水面后动特性的影响[J]. 陈占晖,卢永锦. 船舶工程. 2010(02)
[3]二维楔形体入水砰击仿真研究[J]. 陈震,肖熙. 上海交通大学学报. 2007(09)
[4]三维球鼻艏入水砰击研究[J]. 陈震,肖熙. 船舶工程. 2007(04)
[5]二维楔形体冲击入水时的流固耦合响应的实验研究[J]. 孙辉,卢炽华,何友声. 水动力学研究与进展（A辑）. 2003(01)
[6]入水初期流场的测量方法[J]. 张志荣,洪方文,张军,徐洁. 水动力学研究与进展（A辑）. 2001(03)
[7]平底物体撞水响应分析[J]. 倪樵,李其申,黄玉盈. 华中科技大学学报. 2001(04)
[8]返回舱水上冲击特性的试验研究与理论计算[J]. 宣建明,缪弋,程军,钱耀鑫,周正全,王卫东. 水动力学研究与进展（A辑）. 2000(03)
[9]时域边界元法分析撞水响应[J]. 钱勤,黄玉盈,乐东义. 固体力学学报. 1996(01)
[10]任意的拉格朗日欧拉边界元－有限元混合法分析物体撞水响应[J]. 钱勤,黄玉盈,王石刚,刘志宏,赵宇征,朱达善. 固体力学学报. 1994(01)
博士论文
[1]高速船舶运动与波浪载荷计算的二维半理论研究[D]. 马山.哈尔滨工程大学 2005
硕士论文
[1]流体/刚体砰击问题及相似解研究[D]. 许国冬.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3284612
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3284612.html
