• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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平头锥型回转体高速入水结构强度数值分析
黄志刚, 孙铁志, 杨碧野, 张桂勇, 宗智
2019, 39(4): 043201. doi: 10.11883/bzycj-2017-0330
为探究回转体在高速入水过程中的结构强度,基于非线性有限元LS-DYNA软件中流固耦合任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE)方法,分析了不同壁厚的回转体以100 m/s的初速度入水过程中的冲击力特性和结构强度。结果表明:数值计算得到的入水冲击压强峰值和速度衰减曲线与相应的理论值吻合较好,从而验证了数值方法的有效性;入水冲击载荷峰值出现在结构入水瞬间,结构入水后冲击载荷急剧变小且微小震荡;回转体的结构形式对其在高速入水过程中的结构强度有重要影响,尤其回转体头部厚度影响回转体结构强度,当回转体头部厚度为8 mm、后体壁厚大于2.5 mm时,可以保证回转体强度要求。
关键词: 高速回转体, 入水, 结构强度, 流固耦合
球坐标系下多介质混合物模型的数值模拟
吴宗铎, 赵勇, 严谨, 宗智, 高云
2019, 39(5): 054204. doi: 10.11883/bzycj-2018-0075
利用多介质混合模型在求解球坐标系下的Riemann问题时,需要考虑界面处压力平衡性弱、奇点处理、状态方程复杂等多个难点。本文将原始基于体积分数的Mie-Grüneisen多介质混合模型扩展到球坐标系下,并对多个细节进行了修正和改进,包括:在界面处对热力学参数进行修正、采用质量分数导出新输送方程、利用质量分数加权计算偏导数、采用相邻网格点的物理量定义奇点等。经过改进后的计算模型,可以得到无振荡的数值解,而且可以准确捕捉到冲击波和界面的位置。另外,使用改进后的质量分数模型比原始的体积分数模型得到的计算结果更准确。
关键词: 多介质, 混合模型, Mie-Grüneisen模型界面的位置方程, 球坐标
水下爆炸冲击波的近场特性
师华强, 宗智, 贾敬蓓
2009, 29(2): 125-130. doi: 10.11883/1001-1455(2009)02-0125-06
通过求解球形一维流体动力学方程,模拟了水下爆炸冲击波的产生和传播过程。在数值模拟中,对TNT炸药采用标准的JWL状态方程,对水采用Two-phase状态方程。应用Level Set方法确定爆炸产物和水的交界面的位置。对裸药球在无限水域爆炸进行了数值计算,考察了网格大小对结果收敛性的影响,分析了水下爆炸冲击波压力和比冲量的近场特性。最后通过数值拟合得到了冲击波压力峰值、比冲量和时间衰减常数的近似回归公式。
关键词: 爆炸力学, 近场特性, 数值计算, 冲击波, 水下爆炸