检索结果-内蒙古大学图书馆

舰船科学技术 2017年第9期39卷 40-44页

作者：章幂吴国民中国舰船研究设计中心湖北武汉430000

选取合理的模型和状态方程参数,利用有限元软件LS-DYNA计算空中爆炸超压峰值,将数值模拟结果与实验结果和经验公式进行对比,证明参数选择的合理性并验证数值模拟的精度。通过控制参数,选择不同的比例距离,研究无反射边界条件对TNT空中... 详细信息

选取合理的模型和状态方程参数,利用有限元软件LS-DYNA计算空中爆炸超压峰值,将数值模拟结果与实验结果和经验公式进行对比,证明参数选择的合理性并验证数值模拟的精度。通过控制参数,选择不同的比例距离,研究无反射边界条件对TNT空中爆炸峰值超压的影响,结果表明,无反射边界附近一定范围内的超压峰值会受到影响;建模区域的比例距离超出考查范围一定区域可减弱无反射边界条件对超压峰值的影响。

关键词：空中爆炸无反射边界条件数值模拟 LS-DYNA

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基于多分辨率SPH方法和PML无反射边界条件的结构入水数值研究

基于多分辨率SPH方法和PML无反射边界条件的结构入水数值研究

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第二十九届全国水动力学研讨会

作者：黄灿刘谋斌北京大学工学院北京大学海洋研究院

本研究发展了一种用于数值模拟结构入水的光滑粒子动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)。为了减小计算量和提高计算精度,采用了多分辨率SPH模型;为了抑制反射波对内部流场的扰动,提出了一种改进的PML(perfectly matched la... 详细信息

本研究发展了一种用于数值模拟结构入水的光滑粒子动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)。为了减小计算量和提高计算精度,采用了多分辨率SPH模型;为了抑制反射波对内部流场的扰动,提出了一种改进的PML(perfectly matched layer)无反射边界模型。基于所发展的SPH方法对楔形体入水问题进行了数值模拟,并与实验结果进行比较。结果表明,本研究发展的SPH方法能够有效模拟结构物入水问题。

关键词：结构物入水光滑粒子动力学无反射边界条件多分辨率自由液面

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拉氏无反射边界条件在水下爆炸中的应用

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兵工学报 2015年第S1期36卷 60-64页

作者：宫翔飞洪滔王政张树道杨基明北京应用物理与计算数学研究所中国科学技术大学

在计算流体动力学的实际应用中,无反射边界条件是一个重要的研究课题。本文根据时间插值的特征线方法在拉氏框架下构造了拉氏无反射边界条件,并应用在SPH方法中。与拉氏方法在欧拉框架下的特征线方法相比,该方法不需要区分超声速和亚声... 详细信息

在计算流体动力学的实际应用中,无反射边界条件是一个重要的研究课题。本文根据时间插值的特征线方法在拉氏框架下构造了拉氏无反射边界条件,并应用在SPH方法中。与拉氏方法在欧拉框架下的特征线方法相比,该方法不需要区分超声速和亚声速流,在来流和出流中也具有相同的形式,因而更加简单易行。数值结果表明,本文的方法在水下爆炸的数值模拟中能够得到较好的结果。

关键词：爆炸力学特征线方法时间插值无反射边界条件拉氏边界光滑粒子流体动力学

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基于虚拟点的反应流Navier-Stokes特征边界条件及其应用

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北京理工大学学报 2024年第4期44卷 348-358页

作者：赵俊琪钱琛庚王成孙远翔北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国航空工业空气动力研究院高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室辽宁沈阳110034

针对通风条件下大尺度加氢站事故模拟,从一维局部无黏特征分析出发,发展了使用虚拟点的三维反应流Navier-Stokes无反射特征边界条件,通过引入横向项和化学反应源项,有效消除了火焰面、亚声速流场与计算域边界相互作用时产生的非物理反射... 详细信息

针对通风条件下大尺度加氢站事故模拟,从一维局部无黏特征分析出发,发展了使用虚拟点的三维反应流Navier-Stokes无反射特征边界条件,通过引入横向项和化学反应源项,有效消除了火焰面、亚声速流场与计算域边界相互作用时产生的非物理反射,实现了计算域边界处通风条件的无反射施加,提高了开放空间数值模拟的计算效率.通过开展51 m×51 m×10 m加氢站中长管拖车、加注机意外氢气泄漏扩散的数值模拟,给出了多种风况下可燃气云扩散结果,探究了通风条件及复杂环境对可燃气云发展规律的影响,对潜在危险区域进行了定量分析,并选取最危险氢气泄漏扩散结果开展高度非均匀气云爆炸的数值模拟,对不同设备处接收的超压和冲量进行了定量转化,完成了加氢站典型事故的风险评估.

关键词：无反射边界条件高压氢气泄漏非均匀气云爆炸数值模拟

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T型加强筋条对弹性导波在薄板中传播行为的影响

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振动与冲击 2022年第13期41卷 67-74页

作者：孙佳颖鱼则行徐超西北工业大学航天学院西安710072

加筋薄壁板是航空航天、船舶等装备结构中经常使用的构件。采用弹性导波方法对此类结构进行损伤检测时,需要深入理解筋条对弹性波在薄壁结构中传播行为的影响。针对飞行器结构中典型的T型加筋壁板结构,采用数值模拟方法研究了超声导波与... 详细信息

加筋薄壁板是航空航天、船舶等装备结构中经常使用的构件。采用弹性导波方法对此类结构进行损伤检测时,需要深入理解筋条对弹性波在薄壁结构中传播行为的影响。针对飞行器结构中典型的T型加筋壁板结构,采用数值模拟方法研究了超声导波与T型加强筋条的作用机制,分别从时域、频域和波数域等维度,分析了由于筋条存在引起的波传播行为的变化特性。结果表明:筋条存在会在结构中引起明显的传播波模式转换现象;随着激励频率的变化,S0与A0模式导波反射及透射行为变化明显。

关键词：加筋壁板超声导波无反射边界条件结构健康监测

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黎曼边界条件在高阶精度非结构有限体积方法中的验证与应用

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空气动力学学报 2021年第3期39卷 21-32,I0001页

作者：孔令发刘伟董义道国防科技大学空天科学学院长沙410073

黎曼边界条件是一种弱施加边界条件。通过引入有限波模型,对亚声速入口、出口以及远场边界可采用精确求解黎曼问题来统一处理,有效简化了此类边界条件的施加过程,避免了基于特征关系式与黎曼不变量的推导,并已在二阶精度非结构有限体积... 详细信息

黎曼边界条件是一种弱施加边界条件。通过引入有限波模型,对亚声速入口、出口以及远场边界可采用精确求解黎曼问题来统一处理,有效简化了此类边界条件的施加过程,避免了基于特征关系式与黎曼不变量的推导,并已在二阶精度非结构有限体积方法中取得了较好的数值表现。为进一步验证该边界条件的实用价值,将其推广至高阶精度非结构有限体积离散。通过基于制造解方法(Method of Manufactured Solutions, MMS)的流动、亚声速无黏圆柱绕流及添加初始高斯脉冲扰动的非定常流动这三类数值算例,分别检验了黎曼边界条件在高阶精度非结构有限体积求解器中的数值表现。从计算结果来看,施加黎曼边界条件不会破坏离散格式的设计精度,同时,相比基于一维黎曼不变量的无反射边界条件,黎曼边界条件的施加过程简便,且维持了较好的出口特性,为基于非结构有限体积方法的高精度数值模拟提供了一种更加简单有效的亚声速边界处理方式。

关键词：高阶精度非结构有限体积方法弱施加边界条件有限波模型黎曼边界条件无反射边界条件制造解方法

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快速随机粒子网格法的气动噪声预测方法

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声学学报 2018年第5期43卷 817-828页

作者：余培汛潘凯白俊强韩啸中国飞机强度研究所航空声学与动强度航空科技重点实验室西安710065 西北工业大学航空学院西安710072

耦合随机湍流速度生成模型与线化欧拉方程技术,形成了一套具备模拟噪声在非均匀流场中传播能力的气动噪声混合预测方法。该混合方法的随机湍流速度生成模型采用了快速随机粒子网格法,为声传播模拟提供了可靠的源项。而噪声的传播计算选... 详细信息

耦合随机湍流速度生成模型与线化欧拉方程技术,形成了一套具备模拟噪声在非均匀流场中传播能力的气动噪声混合预测方法。该混合方法的随机湍流速度生成模型采用了快速随机粒子网格法,为声传播模拟提供了可靠的源项。而噪声的传播计算选用线化欧拉方程,其空间离散采用9点5阶的色散保持关系格式,时间推进选用了高精度大时间步长的6级4阶龙格库塔格式,远场边界应用了无分裂形式的理想匹配层边界条件。首先,选用高斯脉冲传播算例对线化欧拉方程的时空离散格式、远场无反射边界条件进行了验证分析。然后,计算分析各向同性湍流的空间相关性验证湍流速度生成模型的可靠性。最后,基于已搭建的气动噪声混合预测方法进行了30P30N三段翼缝翼噪声的计算分析。计算分析可知：监测点处功率谱密度曲线、噪声指向性等计算结果与参考文献结果取得了较好的一致性。数值计算结果表明所建立的气动噪声混合预测方法能有效预测二维复杂构型的气动噪声问题。

关键词：噪声预测气动噪声网格法随机粒子无反射边界条件计算结果混合方法

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声的复模态最大化引起行波和驻波空间区域分离研究

声的复模态最大化引起行波和驻波空间区域分离研究

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作者：肖永雄浙江工业大学

学位级别：博士

当动力学系统中存在非比例阻尼时，其振动模态表现为复模态。国内外对复模态的研究主要集中在振动参数识别和敏感度分析上。2015年，Blanchard等研究了一维振动弦的复模态最大化效应，观测到弦的振动响应有行波和驻波空间区域分离的现... 详细信息

当动力学系统中存在非比例阻尼时，其振动模态表现为复模态。国内外对复模态的研究主要集中在振动参数识别和敏感度分析上。2015年，Blanchard等研究了一维振动弦的复模态最大化效应，观测到弦的振动响应有行波和驻波空间区域分离的现象。在声学领域，还没有关于声的复模态最大化以及相应的行波和驻波空间区域分离的研究。　　本文研究声的复模态最大化引起的行波和驻波空间区域分离。具体地，通过引入线性或非线性的声学控制元件，如旁支管、亥姆霍兹共振器、穿孔薄板等，在声场介质中就引入了声阻抗的不连续性。通过调整声阻抗不连续发生的位置和大小，使声场内的复模态最大化，形成了行波和和驻波的空间区域分离。这样，声能量在声阻抗不连续处部分被声学控制元件吸收，部分传递到驻波区域，而无声能量反射回声源处，从而控制了声能量的传播方向，获得了无反射的声学边界条件。本文通过对多种复杂声场进行数学建模和求解，推导了使声的复模态最大化、实现行波和驻波空间区域分离的充分和必要条件，并用数值仿真和实验的方法进行了验证和分析。　　本文首先介绍了非比例声阻引起的声的复模态的概念和物理意义。然后通过研究非比例声阻对声场响应的幅值和相位的影响，揭示了最大的声的复模态引起的共振频率的空间偏移和空间相位差的最大化及行波响应。为了研究声的复模态最大化引起的行波和驻波空间区域分离，从最简单的一维无频散的刚性壁管道内的声场开始，用旁支管作为控制元件，通过建立声场的数学模型，推导了复模态最大化的充分和必要条件，并用三维有限元方法进行了数值仿真验证。为了使实际管道内的声的复模态达到最大值，提出了将旁支管三维效应考虑在声场模型内，对旁支管的末端声阻抗和位置等参数进行数值优化的方法。数值优化的结果表明，通过优化旁支管的末端声阻抗，可以使旁支管的反射降低到几乎为零，而优化旁支管的其他参数，可能不足以使旁支管的反射降低到几乎为零。提出了声的复模态的定义，对声的复模态的对参数的灵敏度进行了计算分析，发现复模态对旁支管的位置的变化尤为敏感，其次是旁支管的长度、再次是声抗，最后是声阻。随后，本文将理论和方法推广到声场中介质具有恒定的轴向流动速度、三维横截面几何形状可分离的刚性壁管道内的高阶声模态，以及横截面几何形状沿轴线按多项式、正弦和指数规律缓慢变化的刚性壁管道内的近似平面波的行波和驻波空间区域分离。通过建立声场的数学解析模型，推导了实现行波的必要条件，并用三维有限元方法，对理论推导的结果进行了数值仿真和验证。此外，本文研究了柱坐标和球坐标系下最低阶的声模态行波和驻波区域分离的条件，并进行了数值仿真。为了获得宽频带的行波和驻波空间区域分离，本文采用非线性的亥姆霍兹共振器，在一维声场中引入声学非线性。首先用多尺度渐进分析法研究了非线性亥姆霍兹共振器的响应特性。然后用谐波平衡法得到了行波和驻波空间区域分离的近似条件。最后，用伽辽金法对控制方程进行空间离散，得到了可以直接时域数值积分的方程。通过直接的时域数值积分，对近似条件进行了数值验证，发现通过主动引入声学非线性，可以获得多个频率的行波和驻波空间区域分离。最后，对本文提出的理论和方法进行了实验验证，给出了实验装置和参数设计的详细步骤和方法，并对实验的误差进行了计算和分析，为本文提出的理论和方法的实际工程应用提供了指导。　　本文研究了复杂声场中行波和驻波空间区域的分离，具有广泛的潜在工程应用前景。例如通过应用引入声学非线性元件，获得多个频率下无反射的声学边界条件，有望用于设计声隐身结构;或者通过控制声场的驻波分布，控制声场节点的空间分布，形成声能量阱。在本文研究的基础上，还有很多值得进一步研究的内容。例如，可以将本文的理论和方法，可以推广到任意横截面形状的非刚性壁管道、高阶的柱面波和球面波，以及研究更优良的宽频带的行波和驻波空间区域分离。

关键词：复模态最大化行波驻波声阻抗不连续无反射边界条件声学控制元件

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二维时间发展混合层噪声的直接数值模拟

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西安交通大学学报 2017年第1期51卷 38-44页

作者：邵卫东李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

为了考查不同波长的初始扰动对二维时间发展混合层流动与噪声的影响,采用直接数值模拟的方法进行了研究。采用多尺度展开技术从耦合双分布函数玻尔兹曼方程中恢复出质量、动量和能量守恒方程;融合特征边界条件与玻尔兹曼方程来满足边界... 详细信息

为了考查不同波长的初始扰动对二维时间发展混合层流动与噪声的影响,采用直接数值模拟的方法进行了研究。采用多尺度展开技术从耦合双分布函数玻尔兹曼方程中恢复出质量、动量和能量守恒方程;融合特征边界条件与玻尔兹曼方程来满足边界的无反射特征;运用高精度的时空离散格式求解玻尔兹曼方程并直接模拟了5种不同工况下的时间发展混合层。结果表明:高频扰动主要控制混合层中旋涡的对并和缠绕,低频扰动主要控制旋涡的迁移和旋转;涡对的演化过程类似于一个旋转的四极子源模型;扰动能以平面波的形式向远场辐射并且以当地声速传播。该结果可为混合层湍流机理研究提供参考。

关键词：直接数值模拟时间发展混合层无反射边界条件

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基于α有限元法的二维水下声散射计算

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海洋工程 2017年第5期35卷 141-148页

作者：晋文超岳智君李威李耀飞柴应彬海军装备研究院北京100036 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064 华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

众所周知,由于存在插值误差和污染误差的原因,高波数声学问题的有限元解是不可靠的。为了提高有限元法的求解精度,本文提出了一种新型的α有限元法来求解水下声散射问题。在α有限元法中,首先运用基于点的梯度光滑技术得到点光滑的梯度... 详细信息

众所周知,由于存在插值误差和污染误差的原因,高波数声学问题的有限元解是不可靠的。为了提高有限元法的求解精度,本文提出了一种新型的α有限元法来求解水下声散射问题。在α有限元法中,首先运用基于点的梯度光滑技术得到点光滑的梯度场,然后对点光滑有限元法进行推导。因此,α有限元模型既包含来自点光滑有限元模型的梯度成分又包含来自标准光滑有限元模型的梯度成分,充分利用了点光滑有限元模型的"过软"特性和标准有限元模型的"过刚"特性。为了处理外声场问题,本文运用了Dt N无反射边界条件。数值计算结果表明:与标准有限元法相比,α有限元法在水下声散射计算中具备更高的计算精度和计算效率。

关键词： α有限元法水下声散射无界域无反射边界条件

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