流固界面冲击动力学行为研究
发布时间：2022-09-17 13:59
近年来,随着各国经济实力和军事力量的加强,各国均加大了对海洋和海洋资源的的利用和开发。在这种趋势下,各国也加大了对海军力量的建设。水下爆炸是当今舰船面临的主要威胁,研究水下爆炸冲击波对舰船防护有着重要的意义,冲击波在流固界面的传播规律作为其重要组成部分,研究其在流固界面的冲击动力学行为显得尤为重要。目前,随着计算机技术的飞速发展,对水下爆炸冲击波的数值仿真研究取得了较大进展。同时,水下爆炸冲击波的实验研究也取得了较大突破,已由传统的水下炸药爆炸冲击波实验转化为非药式等效爆炸冲击波实验装置的研究,极大地缩减了实验成本,同时具有较高的可重复性和可操作性。本文在已有水下爆炸冲击波等效加载装置研究基础上,提出了一种新型的水下爆炸冲击波等效加载装置,并针对该装置进行了几部分研究:1.根据一维弹性应力波基础和冲击动力学基本理论对本文所提出的装置建立了简单的理论模型,提出了流固界面衰减系数k;2.利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件ALE算法对本文提出的装置建立了数值模型,讨论了多种变量因素对生成等效水下爆炸冲击波波形的影响,同时通过多组数值分析得到了衰减系数k的取值范围;3.对本文所提出的新型...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 水下爆炸的工程背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水下爆炸冲击波的理论研究进展
1.2.2 水下爆炸冲击波的实验技术研究进展
1.2.3 水下爆炸冲击波的数值仿真技术研究进展
1.3 本文主要研究工作
第2章 水下爆炸冲击波的传播和模拟理论
2.1 水下爆炸的相关理论
2.1.1 水下爆炸的概念
2.1.2 水下爆炸的过程
2.1.3 水下爆炸冲击波压力计算的经验公式
2.2 水下爆炸冲击波的模拟理论
2.2.1 一维弹性应力波控制方程与波传播
2.2.2 等效水下爆炸冲击波理论
2.3 水下爆炸冲击波对结构物的损伤理论
2.4 本文建立的理论模型
2.5 本章小结
第3章 水下爆炸冲击波的数值计算研究
3.1 基于ANSYS/LS-DYNA的水下爆炸冲击波的数值计算研究
3.2 水下爆炸数值仿真分析
3.2.1 问题描述及数值模型
3.2.2 结果后处理
3.3 飞片撞击活塞生成水下冲击波的数值仿真分析
3.4 SHPB生成水下冲击波的数值仿真分析
3.4.1 SHPB生成水下冲击波方案设计
3.4.2 SHPB生成水下冲击波数值分析过程
3.4.3 SHPB生成水下冲击波数值仿真结果分析
3.5 本章小结
第4章 SHPB生成水下爆炸冲击波的实验技术
4.1 实验方案
4.1.1 实验目的
4.1.2 实验装置及原理
4.1.3 实验过程
4.2 实验结果分析
4.2.1 薄壁水舱结果分析
4.2.2 厚壁水舱结果分析
4.3 实验误差的分析
4.4 本章小结
第5章 SHPB生成水下冲击波装置的改进研究
5.1 活塞改进研究
5.1.1 改变活塞锥角角度
5.1.2 改变活塞厚度
5.2 水舱扩张角度的改进研究
5.3 本文装置与已有等效水下爆炸冲击波加载装置对比分析
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
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟流体方法数值模拟作用在水—弹性固体界面的强激波（英文）[J]. 史汝超,王光勇,黄瑞源,王有凯,李永池. 船舶力学. 2015(09)
[2]一种新型水下爆炸冲击等效加载实验方法[J]. 杨一方,郭锐,刘萌萌,刘荣忠. 鱼雷技术. 2014(05)
[3]非药式水下爆炸冲击波加载装置研究[J]. 任鹏,张伟,黄威,叶楠,蔡宣明. 爆炸与冲击. 2014(03)
[4]舰船水下爆炸局部气穴效应理论模型研究[J]. 张晓君,杜志鹏,谢永和. 中国造船. 2012(02)
[5]水中兵器靶场爆炸测试技术现状与发展[J]. 王明贵,贾志飞,李琛. 科技创新导报. 2012(17)
[6]水下爆炸冲击波压力时程的数值模拟[J]. 梅群,侯中华,朱俊锋,李作良. 河南科技大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]箱形梁在水下近距非接触爆炸作用下的整体毁伤研究[J]. 李海涛,朱锡,赵小龙,黄晓明. 振动与冲击. 2010(03)
[8]水下爆炸载荷作用下鱼雷结构优化设计[J]. 姚熊亮,杨树涛,张阿漫,朱永凯. 舰船科学技术. 2009(04)
[9]基于AUTODYN的水下爆炸冲击波模拟研究[J]. 肖秋平,陈网桦,贾宪振,吴涛,饶国宁. 舰船科学技术. 2009(02)
[10]水下爆炸气泡与复杂弹塑性结构的相互作用研究[J]. 张阿漫,姚熊亮. 应用数学和力学. 2008(01)
硕士论文
[1]水下爆炸冲击载荷等效加载方法研究[D]. 杨一方.南京理工大学 2015
本文编号：3679355
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 水下爆炸的工程背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水下爆炸冲击波的理论研究进展
1.2.2 水下爆炸冲击波的实验技术研究进展
1.2.3 水下爆炸冲击波的数值仿真技术研究进展
1.3 本文主要研究工作
第2章 水下爆炸冲击波的传播和模拟理论
2.1 水下爆炸的相关理论
2.1.1 水下爆炸的概念
2.1.2 水下爆炸的过程
2.1.3 水下爆炸冲击波压力计算的经验公式
2.2 水下爆炸冲击波的模拟理论
2.2.1 一维弹性应力波控制方程与波传播
2.2.2 等效水下爆炸冲击波理论
2.3 水下爆炸冲击波对结构物的损伤理论
2.4 本文建立的理论模型
2.5 本章小结
第3章 水下爆炸冲击波的数值计算研究
3.1 基于ANSYS/LS-DYNA的水下爆炸冲击波的数值计算研究
3.2 水下爆炸数值仿真分析
3.2.1 问题描述及数值模型
3.2.2 结果后处理
3.3 飞片撞击活塞生成水下冲击波的数值仿真分析
3.4 SHPB生成水下冲击波的数值仿真分析
3.4.1 SHPB生成水下冲击波方案设计
3.4.2 SHPB生成水下冲击波数值分析过程
3.4.3 SHPB生成水下冲击波数值仿真结果分析
3.5 本章小结
第4章 SHPB生成水下爆炸冲击波的实验技术
4.1 实验方案
4.1.1 实验目的
4.1.2 实验装置及原理
4.1.3 实验过程
4.2 实验结果分析
4.2.1 薄壁水舱结果分析
4.2.2 厚壁水舱结果分析
4.3 实验误差的分析
4.4 本章小结
第5章 SHPB生成水下冲击波装置的改进研究
5.1 活塞改进研究
5.1.1 改变活塞锥角角度
5.1.2 改变活塞厚度
5.2 水舱扩张角度的改进研究
5.3 本文装置与已有等效水下爆炸冲击波加载装置对比分析
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
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟流体方法数值模拟作用在水—弹性固体界面的强激波（英文）[J]. 史汝超,王光勇,黄瑞源,王有凯,李永池. 船舶力学. 2015(09)
[2]一种新型水下爆炸冲击等效加载实验方法[J]. 杨一方,郭锐,刘萌萌,刘荣忠. 鱼雷技术. 2014(05)
[3]非药式水下爆炸冲击波加载装置研究[J]. 任鹏,张伟,黄威,叶楠,蔡宣明. 爆炸与冲击. 2014(03)
[4]舰船水下爆炸局部气穴效应理论模型研究[J]. 张晓君,杜志鹏,谢永和. 中国造船. 2012(02)
[5]水中兵器靶场爆炸测试技术现状与发展[J]. 王明贵,贾志飞,李琛. 科技创新导报. 2012(17)
[6]水下爆炸冲击波压力时程的数值模拟[J]. 梅群,侯中华,朱俊锋,李作良. 河南科技大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]箱形梁在水下近距非接触爆炸作用下的整体毁伤研究[J]. 李海涛,朱锡,赵小龙,黄晓明. 振动与冲击. 2010(03)
[8]水下爆炸载荷作用下鱼雷结构优化设计[J]. 姚熊亮,杨树涛,张阿漫,朱永凯. 舰船科学技术. 2009(04)
[9]基于AUTODYN的水下爆炸冲击波模拟研究[J]. 肖秋平,陈网桦,贾宪振,吴涛,饶国宁. 舰船科学技术. 2009(02)
[10]水下爆炸气泡与复杂弹塑性结构的相互作用研究[J]. 张阿漫,姚熊亮. 应用数学和力学. 2008(01)
硕士论文
[1]水下爆炸冲击载荷等效加载方法研究[D]. 杨一方.南京理工大学 2015
本文编号：3679355
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