氣囊結(jié)構(gòu)落水砰擊瞬態(tài)流固耦合特性研究.pdf

1、近些年來(lái)，在船舶與海洋工程領(lǐng)域結(jié)構(gòu)物入水問(wèn)題的研究越來(lái)越受到關(guān)注，準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)入水彈道以及入水產(chǎn)生的砰擊載荷是關(guān)鍵技術(shù)之一。在結(jié)構(gòu)物入水過(guò)程中，與水面接觸瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的砰擊載荷，載荷對(duì)結(jié)構(gòu)的沖擊有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，也將影響著結(jié)構(gòu)物入水后的入水彈道和運(yùn)動(dòng)軌跡。本文采用耦合歐拉-拉格朗日(CEL)方法對(duì)結(jié)構(gòu)物的入水載荷進(jìn)行研究，利用數(shù)值仿真的方法分析了圓柱體入水的沖擊載荷變化、入水軌跡的變化規(guī)律，同時(shí)也提出了帶氣囊圓柱體的入水方法，并進(jìn)行

2、了入水砰擊載荷以及氣囊對(duì)圓柱體入水的影響規(guī)律分析，為船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供技術(shù)支持。
　　首先，建立了圓柱體入水沖擊數(shù)值模型以及圓球體入水?dāng)?shù)值模型，應(yīng)用 CEL數(shù)值模擬方法對(duì)圓柱體入水沖擊載荷以及入水空泡性能進(jìn)行了模擬研究，并與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值模型的準(zhǔn)確性。
　　其次，針對(duì)圓柱體在垂直落水過(guò)程中，得到不同落水速度對(duì)圓柱體落水沖擊的影響規(guī)律。在圓柱體在入水過(guò)程中，分析了俯仰角對(duì)入水沖擊的影響，適宜的俯仰角會(huì)

3、降低入水沖擊作用。最后研究了圓柱體的頭部形狀對(duì)其入水沖擊載荷的影響規(guī)律，提取了不同頭型沖擊加速度的時(shí)歷曲線，對(duì)降低入水過(guò)程的沖擊加速度峰值進(jìn)行機(jī)理性研究。
　　再次，建立了圓柱體帶氣囊落水的理論計(jì)算模型，通過(guò)理論計(jì)算分析了圓柱體帶氣囊落水過(guò)程中的砰擊力與落水速度的關(guān)系，以及與氣囊的體積和個(gè)數(shù)的關(guān)系。同時(shí)通過(guò)數(shù)值模擬研究了圓柱體帶氣囊落水過(guò)程與圓柱體單獨(dú)落水過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，分析了氣囊對(duì)對(duì)圓柱體落水過(guò)程的影響規(guī)律。最后分析了不同的落水速