三维弹性体入水动力学数值仿真研究

【摘要】研究入水问题时，由于结构形式、入水姿态和结构材料各不相同，结构所遭受的冲击载荷也会不同。本文借助ANSYS/LS-DYNA动力学软件针对三维弹性回转体和楔形体入水过程进行数值仿真，探讨了不同入水参数对弹性体和流场的影响，得到的结论对结构形状、抗冲击性能以及安全性的设计和优化具有一定的参考价值和指导意义。通过在LS-DYNA中采用ALE算法对平底圆筒垂直撞水实验进行数值模拟，发现圆筒底部的压力沿径向减小，通过和实验数据对比，验证了模型以及参数设置的合理性，并就结构入水相关方面问题进行讨论，为后续动力学数值仿真分析提供了技术支持，保证了后续仿真研究的可靠性。在此基础之上分别选取回转体和楔形体两种结构进行具体研究，详细分析了撞水和侵水过程中入水姿态和结构材料对结构以及流场的影响，比较了不同入水初态下结构的冲击压力、运动速度、加速度、阻力系数和应变变化曲线以及流场的分布、冲击波的传播和空泡形态的变化情况。研究发现，弹性体入水初期振荡明显，随着初速的增大，其所受冲击压力、水中冲击波压力显著增大。对于回转体，压力和应变变化相似，头部平面面积对冲击压力也有较大的影响。铝合金弹性体比A3钢弹性体所受冲击压力小。最后，文章采用FE/SPH方法对入水问题进行了研究，并比较了FE方法和FE/SPH方法计算得到的冲击压力和速度，发现FE/SPH方法得到的冲击压力小，速度衰减快。
【作者】宋盼盼；
【导师】赵捍东；
【作者基本信息】中北大学，火炮、自动武器与弹药工程，2014，硕士
【关键词】结构入水；流固耦合；数值模拟；ALE算法；FE/SPH方法；

【参考文献】
[1]吴俊.基于ARM的电网谐波检测系统的设计与研究[D].湖北工业大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[2]王海伦.志贺直哉文学中的美术受容[D].四川外国语大学,日语语言文学,2014,硕士.
[3]戴东波,印鉴,梁华金.结合访问序列和内容挖掘的预取技术[J].计算机工程,2005,22:102-104.
[4]赵晓慧,符雪文,冯亚娟,罗文超,黄亮亮,魏玉平,杨华,杨云慧.基于氧化石墨烯和不规则金纳米颗粒的吗啡传感器的研制[J].化学传感器,2011,01:28-34.
[5]时晓岩.基于Takagi-Sugeno模型的模糊广义控制系统的研究[D].天津大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[6]邓春玉.后现代主义视域下大学生思想政治教育工作的人性化研究[D].重庆交通大学,思想政治教育,2012,硕士.
[7]陆艳君.我国地方政府参与式预算的实践与探索[D].中共上海市委党校,政治学理论,2014,硕士.
[8]武秀文.库水位变化加卸载动力效应及其对堆积层边坡稳定性影响规律研究[D].青岛理工大学,岩土工程,2012,硕士.
[9]徐文豪.IHHN、WSS流行病学调查及IHHNV检测方法的建立[D].南京农业大学,预防兽医,2013,硕士.
[10]赵月龙.焦化废水生物处理基础研究及其工艺设计[D].太原理工大学,环境工程,2004,硕士.
[11]郭庚麒,陈启买.一个基于Web挖掘的中文专业搜索引擎的设计与实现[J].计算机工程与科学,2004,09:16-20.
[12]郑娜娜.叶芝诗歌中玫瑰意象研究[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[13]李云.中国特色社会主义语境下的“中国模式”研究[D].西南政法大学,马克思主义发展史,2012,硕士.
[14]裴刚.忻州市忻府区土地利用/覆被格局的模拟及应用[D].山西师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[15]芦永明,田乃媛,徐安军,贺东风.吹氩站钢水终点温度预报模型及其仿真应用[J].冶金自动化,2009,05:18-21.
[16]冉金花.基于超效率和交叉效率的区间DEA模型研究[D].重庆大学,运筹学与控制论,2014,硕士.
[17]蒲月华.纳豆菌抗菌肽对对虾中金黄色葡萄球菌和单增李斯特菌的控制效应及数学模型建立[D].广东海洋大学,水产品加工及贮藏工程,2013,硕士.
[18]王卿权.LNG动力船舶燃料罐火灾、爆炸事故后果数值研究[D].大连海事大学,船舶与海洋工程,2014,硕士.
[19]胡波.传输网电路调度管理系统的设计与实现[D].湖南大学,软件工程,2011,硕士.
[20]段艳玲.论金融不良资产处置市场创造[D].武汉理工大学,企业管理,2003,硕士.
[21]薛薇.基于统计数据的OLAP数据挖掘技术[J].统计研究,2002,04:52-55.
[22]张淑仪.实例分析《大房子里的小女人》中前景化语言的翻译策略[D].北京外国语大学,翻译,2013,硕士.
[23]杜博.塔吉克斯坦国立大学孔子学院文化教学策略研究[D].新疆师范大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[24]李海燕.民国武侠小说流变研究[D].西南大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[25]赵瑞蕊.曲靖烟区生态因素对烤烟成熟度的影响及成熟度与品质的关系[D].河南农业大学,烟草学,2012,硕士.
[26]孙莎.湖南现代农业集群式发展的科技支撑平台建设与保障措施研究[D].湖南科技大学,应用经济学,2013,硕士.
[27]徐佳.从构式语法角度看对外汉语初级阶段“把”字句的教学[D].吉林大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[28]王亚莉.精密时频系统中漂移率补偿处理技术研究[D].西安电子科技大学,测试计量技术及仪器,2012,硕士.
[29]冯佳.基于金属钒的表面等离子体吸收器件的研究与设计[D].北京交通大学,电路与系统,2013,硕士.
[30]韩卫华.商业银行信息管理[D].对外经济贸易大学,2001.
[31]张扬.（∈，∈∨q_(λ，μ)）-（直觉）模糊正则子半群[D].江南大学,应用数学,2012,硕士.
[32]黄先贵.企业集团财务控制力评价指标体系探析[D].江西财经大学,会计学,2013,硕士.
[33]王书林.镍催化的芳香卤化物与二级卤代烷烃、三级卤代烷烃以及烯丙基羧酸酯反应的研究[D].上海大学,化学,2013,硕士.
[34]张悦.高新技术产业上市公司融资结构对投资行为影响的实证研究[D].沈阳理工大学,会计学,2012,硕士.
[35]薛琳.文本类型理论视角下特写的翻译策略[D].北京交通大学,2014.
[36]王文.唐代花卉文化研究[D].华中师范大学,专门史,2014,硕士.
[37]董怡.和厚朴酚对U87神经胶质瘤细胞生长的影响及机制研究[D].复旦大学,药理学,2012,硕士.
[38]司玲玲.矿井低压电网综合保护系统的研究[D].太原理工大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[39]曹茂森.基于动力指纹小波分析的结构损伤特征提取与辨识基本问题研究[D].河海大学,2005.
[40]郝亚涛.乌鲁木齐市住房保障政策绩效评价[D].新疆农业大学,土地资源管理,2012,硕士.
[41]王加宝.电子商务环境下审计风险研究[D].首都经济贸易大学,会计学,2014,硕士.
[42]赖明星.基于替换概率的闪存数据库缓冲区替换算法[D].厦门大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[43]李斯.安全风险管理在米轨铁路车务安全中的应用研究[D].西南交通大学,交通运输工程,2013,硕士.
[44]朱小峰.废弃矿区铅锌尾矿重金属化学稳定化研究[D].首都经济贸易大学,劳动卫生与环境卫生学,2014,硕士.
[45]林琳.《利益相关者参与指南》翻译实践报告[D].山东大学,英语口译（专业学位）,2013,硕士.
[46]申亮.基于不确定性的煤化企业公路运力整合模式研究[D].长安大学,物流工程与管理,2013,硕士.
[47]赵晓辰.亨里克·戈莱斯基交响曲创作研究[D].上海音乐学院,作曲,2014,博士.
[48]胡道权.GTBZ26自行走高空作业平台设计[D].吉林大学,机械工程,2014,硕士.
[49]王鹏.致密砂岩气藏预测技术应用研究[D].成都理工大学,地球探测与信息技术,2013,硕士.
[50]兰晓蕾.基于H.323视频会议的研究与实现[D].辽宁工业大学,通信与信息系统,2013,硕士.