圆柱体垂直入水三维数值模拟及影响因素研究

摘要：

为了研究圆柱结构入水冲击响应特性,建立了圆柱体三维数值模型,通过LS-DYNA的S-ALE(structured-arbitrary Lagrange-Euler)算法定义圆柱体与流体之前的耦合接触,来模拟圆柱体垂直入水过程,并通过对比试验圆柱体入水位移及自由液面动态来验证数值模型;基于验证的数值模型分析了圆柱体入水速度、质量和长度对其入水冲击响应特性的影响.结果表明:采用S-ALE算法获得的圆柱体入水冲击响应与试验结果吻合较好;随着圆柱体入水冲击速度增加,加速度峰值和最大入水位移增加,但加速度脉冲持续时间和达到最大入水位移的时刻基本不变;随着圆柱体质量增加,加速度峰值减小,但加速度脉冲持续时间不变,最大入水位移及其达到时刻增大;长度变化对加速度脉冲持续时间基本没有影响,随着圆柱体长度增加,加速度峰值增大,当L/D＞3时,长度增加不再影响加速度峰值,入水位移在开始时间段受长度的影响较小,随着圆柱体向下运动,长度影响变得愈加明显,且与圆柱体直径大小有关.

关键词：圆柱体、入水冲击响应、三维数值模型、入水速度、质量、长度

所属期刊栏目：41

分类号：V219(基础理论及试验)

资助基金：航空科学基金;中央高校基金

在线出版日期：2022-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：177-185