检索结果-内蒙古大学图书馆

第十三届全国流体力学学术会议

作者：杨树鑫张甡赫王龙侃张之凡大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室中国舰船研究院

针对聚能装药水下爆炸侵彻下舰船加筋结构高效毁伤的前沿工程问题,本文基于Arbitrary Lagrange-Euler (ALE)方法,建立了装药结构水下爆炸毁伤流固耦合模型,对比分析了等装药量条件下传统爆破型装药和聚能装药水下爆炸对加筋平板的毁伤效... 详细信息

针对聚能装药水下爆炸侵彻下舰船加筋结构高效毁伤的前沿工程问题,本文基于Arbitrary Lagrange-Euler (ALE)方法,建立了装药结构水下爆炸毁伤流固耦合模型,对比分析了等装药量条件下传统爆破型装药和聚能装药水下爆炸对加筋平板的毁伤效果,得出了聚能侵彻体-冲击波-气泡载荷的时空演化规律,揭示了加筋结构在多毁伤元联合作用下的毁伤机理,相比于传统爆破装药冲击波和气泡载荷对加筋平板结构的毁伤模式,聚能装药水下爆炸能够先形成能量集中的高速侵彻体击穿加筋平板产生破口,然后在强间断冲击波和长时历气泡耦合作用下对加筋平板造成二次破坏;同时聚能切割造成的毁伤区域较为集中,降低对相邻结构的破坏,对于精确切割加筋平板精细化、高效化具有重要意义。

关键词：水下爆炸爆破装药聚能装药结构毁伤加筋平板

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考虑传热性能的流固耦合问题拓扑优化

考虑传热性能的流固耦合问题拓扑优化

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：景钰慧张晓鹏大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件国家重点实验室

有效控制受热结构的变形和温度是通过流体流动实现高性能主动冷却的关键。在本研究中,研究了考虑流固相互作用和传热性能的结构拓扑优化,然后利用提出的方法获得了二维/三维冷却撞击系统的优化设计。在优化模型中,目标函数被定义为特定... 详细信息

有效控制受热结构的变形和温度是通过流体流动实现高性能主动冷却的关键。在本研究中,研究了考虑流固相互作用和传热性能的结构拓扑优化,然后利用提出的方法获得了二维/三维冷却撞击系统的优化设计。在优化模型中,目标函数被定义为特定位置的机械变形与指定固体通道结构内平均温度的加权和。此外,还引入了显式函数插值模型,以建立热、流体和固体属性以及单元密度之间的联系。在分析模型中,使用基于动态网格的有限元模型分析了强耦合的结构机械变形和流体速度场,并使用温斯洛椭圆平滑器在优化过程中自动跟踪流体-结构界面。为解决优化问题,采用了全局收敛的移动渐近线优化器方法,根据敏感性分析更新设计变量。提供的典型优化实例验证了所提算法的有效性。此外,还利用所提出的方法设计了二维和三维冷却撞击系统。

关键词：拓扑优化流固耦合共轭传热冷却冲击系统设计

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三维水翼片状至云状空化转变过程流场演化及辐射噪声研究

三维水翼片状至云状空化转变过程流场演化及辐射噪声研究

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第十三届全国流体力学学术会议

作者：赵长青许昊冯世超孙铁志大连理工大学船舶工程学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室

空泡溃灭所产生的压力脉动比空泡在初生、发展阶段产生的压力脉动高出多个量级,并且还会向外界辐射强烈的噪声。因此研究空泡演化对噪声影响机理,对其进行控制、降噪甚至消除,是目前亟待解决的问题。本文重点研究从片空化到云空化的空... 详细信息

空泡溃灭所产生的压力脉动比空泡在初生、发展阶段产生的压力脉动高出多个量级,并且还会向外界辐射强烈的噪声。因此研究空泡演化对噪声影响机理,对其进行控制、降噪甚至消除,是目前亟待解决的问题。本文重点研究从片空化到云空化的空泡演化机理,并对判断不同种类声源对噪声贡献情况。本文以三维水翼为研究对象,使用大涡模拟求解流场湍动,使用Schnerr-Sauer空化模型模拟液-汽相变过程,使用流体体积法模拟液-汽交界面,并结合FW-H声学模型的渗流法对水翼空化噪声进行预报,基于以上方法建立三维水翼非定常空化噪声预报模型。参照典型水翼空化试验,对比相同空化数下空泡形态表面压力,验证数值模型的可靠性。针对数值结果,依据水翼空化图谱,确定片空化和云空化发生范围,通过对比水翼吸力面空泡长度与弦长比例,确定空化发展程度。分别改变空化数和雷诺数的方法使得片空化过渡到云空化,同时监测水翼升阻力系数,表面压力脉动,空泡体积变化等参数,探究空化数和雷诺数对过渡态空泡演化以及辐射噪声的影响。结果分析表明,片空化空泡演化过程较为"温和",能量集中在中频,而云空化所表现的空泡周期性脱落剧烈性对水翼水动力性能和辐射噪声存在更大影响,能量更多集中在低频。并且过渡态的不稳定性产生的脉冲与空泡脱落直接相关,会促使噪声产生剧烈波动。

关键词：片空化云空化过渡态噪声

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突变结构对π型管气流脉动的影响

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化工设备与管道 2024年第4期61卷 56-63页

作者：谭红莹刘健郎子进纪志远司红涛单世超周波海洋石油工程股份有限公司设计院天津300461 大连理工大学工程工业装备结构分析优化与CAE软件国家重点实验室船舶工程学院辽宁大连116024

世界能源发展呈现低碳趋势,人们对天然气的需求日益增加。输运管道中由于气流脉动遇到弯头、变径管等突变结构而形成的激振力是管道振动的主要成因。π型管是天然气管道中常见的柔性补偿结构,常与压缩机出口的管路相连,往复式压缩机工... 详细信息

世界能源发展呈现低碳趋势,人们对天然气的需求日益增加。输运管道中由于气流脉动遇到弯头、变径管等突变结构而形成的激振力是管道振动的主要成因。π型管是天然气管道中常见的柔性补偿结构,常与压缩机出口的管路相连,往复式压缩机工作时产生的气流脉动在π型管处诱发的流致振动较为明显。文章基于计算流体动力学对含有突变结构的π型管进行气流脉动仿真分析,研究脉动幅值与突变结构的关系。结果显示,含突变结构的管道出口处的压力不均匀度比π型管分别高了3.8%和4.6%左右,当突变结构的尺寸从100 mm变化到200 mm时,管道出口处的压力不均匀度也从15.5%左右变化到19.9%左右,可以看出突变结构对π型管内部的气流脉动呈现出不利影响,在实际工程应用中应尽量避免突变结构的使用。

关键词：气流脉动流致振动突变结构减振

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航空液压管路系统振动疲劳寿命评估的响应谱方法

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装备环境工程 2024年第9期21卷 1-10页

作者：隋国浩阎善腾杨永博张亚辉大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 珠海格力电器股份有限公司广东珠海519070

目的实现航空液压管路系统在一致/多点激励作用下,高周疲劳寿命的准确高效获取。方法考虑管内流体Coriolis力和夹具的附加阻尼效应,建立一致/多点激励作用下,航空液压管路系统振动疲劳寿命评估的响应谱方法。首先,采用复模态叠加法,在... 详细信息

目的实现航空液压管路系统在一致/多点激励作用下,高周疲劳寿命的准确高效获取。方法考虑管内流体Coriolis力和夹具的附加阻尼效应,建立一致/多点激励作用下,航空液压管路系统振动疲劳寿命评估的响应谱方法。首先,采用复模态叠加法,在状态空间对其控制方程进行降阶,推导出一致/多点激励作用下航空液压管路随机应力响应的显式表达。然后,基于现有的疲劳响应谱方法,依次引入与模态速度与基础激励相关的广义相关系数,并计入非比例阻尼以及多点激励效应,建立一致/多点激励作用下航空液压管路系统疲劳响应谱方法组合格式。结果采用雨流计数法验证了本文方法的计算精度,并讨论了分析效率。同时,探究了管内流体流速与激励的部分相干性对于管路系统疲劳寿命的影响。结论本文方法计算效率极高,且计算精度稳定,并考虑了管内流体负载与多点激励效应对疲劳寿命影响,能够满足工程中复杂管路系统振动疲劳的分析需求。

关键词：航空液压管路疲劳响应谱法高周疲劳非经典阻尼多点随机激励频域方法

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导管螺旋桨水动力特性仿真分析

导管螺旋桨水动力特性仿真分析

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2023高技术船舶推进学术论坛

作者：陆德顺孙铁志张桂勇大连理工大学船舶工程学院工业装备结构分析优化与CAE 软件全国重点实验室大连 116024

为探究导管对螺旋桨水动力特性的影响机理，该文基于RANS 方法选用SST k-ω 湍流模型，对有无导管、导管与螺旋桨是否共轴转动、不同截面形状导管的设计方案进行数值计算，对比分析了不同设计方案下流场结构特征、螺旋桨水动力特性的差... 详细信息

为探究导管对螺旋桨水动力特性的影响机理，该文基于RANS 方法选用SST k-ω 湍流模型，对有无导管、导管与螺旋桨是否共轴转动、不同截面形状导管的设计方案进行数值计算，对比分析了不同设计方案下流场结构特征、螺旋桨水动力特性的差异。计算结果表明：导管的存在能够降低螺旋桨净推力而增大总推力，且能够降低扭矩;导管随螺旋桨共同转动，会使扭矩大幅增加;导管的截面形状对螺旋桨水动力特性的影响主要集中在截面厚度和尾缘收缩率上，厚度变化导致前缘段线形变化，对净推力影响较大;尾缘收缩率会导致尾缘段线形变化，对推力影响较小，反而会使扭矩增大。基于以上结果，初步明确了导管对螺旋桨水动力特性的影响规律，为后续导管推进器的设计提供了支撑。

关键词：螺旋桨导管截面厚度尾缘收缩率

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基于BCALoD的FPSO软刚臂系泊系统疲劳分析

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中国海洋平台 2024年第2期39卷 63-71,108页

作者：罗起航武文华吕柏呈郭冲冲大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学深圳研究院广东深圳518057 中国海洋石油有限公司研究总院北京100028

针对软刚臂系泊系统铰节点在服役过程中出现的疲劳损伤问题,提出一种基于原型监测和局部密度双向聚类算法(Bidirectional Clustering Algorithm based on Local Density,BCALoD)的疲劳寿命计算方法。采用BCALoD算法对获得的船体六自由... 详细信息

针对软刚臂系泊系统铰节点在服役过程中出现的疲劳损伤问题,提出一种基于原型监测和局部密度双向聚类算法(Bidirectional Clustering Algorithm based on Local Density,BCALoD)的疲劳寿命计算方法。采用BCALoD算法对获得的船体六自由度进行工况分类,运用多体动力学将运动数据转算为受力时程,将其作为铰节点疲劳寿命分析的载荷谱。采用Abaqus软件建立各铰节点有限元模型以计算热点应力,结合Miner线性疲劳累积损伤理论和雨流计数方法计算疲劳寿命。进一步分析评估基于实测数据的铰节点疲劳设计指标,指出该FPSO软刚臂上铰节点的疲劳寿命不足以支持其完成服役,且各铰节点难以统一维护和更换。本研究可为在役软刚臂系泊系统的疲劳寿命计算提供一种新的载荷处理方法,为未来海洋平台的设计提供参考。

关键词：软刚臂单点系泊系统疲劳寿命原型监测局部密度双向聚类算法多体动力学铰节点

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基于代理模型的风力机轴承疲劳寿命高效估计

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风机技术 2023年第4期65卷 72-79页

作者：吕仕杰姜孝谟赵海心连志强孙恩王志成陈金涛大连理工大学运载工程与力学学部工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室工业装备数字孪生辽宁省重点实验室大连理工大学能源与动力学院教育部海洋能源利用重点实验室大连理工大学能源与动力学院

双列调心滚子轴承广泛用于不同功率风力机主轴轴承,其结构复杂,工况繁多,以至其疲劳损伤具有极大的离散性,难以实现其使用寿命的快速准确估计。本文提出了一种针对双列滚子轴承疲劳数物融合的快速预估方法。首先结合拉格朗日方程和赫兹... 详细信息

双列调心滚子轴承广泛用于不同功率风力机主轴轴承,其结构复杂,工况繁多,以至其疲劳损伤具有极大的离散性,难以实现其使用寿命的快速准确估计。本文提出了一种针对双列滚子轴承疲劳数物融合的快速预估方法。首先结合拉格朗日方程和赫兹接触理论建立了轴承动力学机理仿真模型,然后使用序列加点方法和Kriging插值模型实现了应力的快速仿真,最后结合S-N曲线和累积损伤寿命理论获得轴承的疲劳损伤程度。通过某实际风场的主轴承算例,证明了本文所提方法的精度和计算效率。

关键词：双列调心滚子轴承动力学机理 Kriging代理模型疲劳寿命估计

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基于遗传算法优化变分模态分解方法联合冲击谱的冲击载荷重构方法

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中国海洋平台 2024年第5期39卷 39-44页

作者：王伟肖梦凡赵越刘松杨康刘盼盼杜一帆帅剑云中广核研究院有限公司系统工程与改造中心广东深圳518000 大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024

在对海上浮式装置受到其他船舶碰撞时碰撞所形成的冲击载荷进行分析和优化时,为了降低过高的分析频率,提出基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化的变分模态分解(Variational Modal Decomposition,VMD)方法联合冲击谱(Shock Response ... 详细信息

在对海上浮式装置受到其他船舶碰撞时碰撞所形成的冲击载荷进行分析和优化时,为了降低过高的分析频率,提出基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化的变分模态分解(Variational Modal Decomposition,VMD)方法联合冲击谱(Shock Response Spectrum,SRS)的冲击载荷重构方法。针对具体冲击响应信号,采用GA优化VMD参数对冲击载荷进行分解,通过与原始载荷冲击谱对比,确定截止频率,基于载荷截止频率,对冲击载荷进行重构。结构动力学响应计算验证结果表明,基于GA优化VMD方法联合冲击谱的冲击载荷重构方法可在进行结构动力响应前可靠地对冲击载荷进行重构。

关键词：遗传算法变分模态分解冲击谱冲击载荷截止频率动力响应

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基于弹性边界的多墙式盒段结构复合材料壁板屈曲分析方法

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应用数学和力学 2024年第9期45卷 1182-1199页

作者：赵北熊斯浚陈亮王成波李锐大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所强度部成都610091 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所综合强度部沈阳110035 辽宁省飞行器结构强度数字孪生重点实验室沈阳110035

机翼中的多墙式盒段结构是飞机结构设计的重点关注区域之一.盒段结构主要由蒙皮以及支撑件组合而成,其中蒙皮被支撑件近似分隔为多个矩形壁板.在飞机服役过程中,机翼主要承受弯曲、扭转或者弯扭耦合载荷等作用,导致盒段结构中矩形壁板... 详细信息

机翼中的多墙式盒段结构是飞机结构设计的重点关注区域之一.盒段结构主要由蒙皮以及支撑件组合而成,其中蒙皮被支撑件近似分隔为多个矩形壁板.在飞机服役过程中,机翼主要承受弯曲、扭转或者弯扭耦合载荷等作用,导致盒段结构中矩形壁板容易产生失稳.在传统复合材料壁板屈曲分析中,往往将边界简化为固支或简支,所得结果与试验差距较大,而采用有限元方法进行全面模拟往往效率较低.针对上述问题,该文提出了一种结合单胞模型以及微分求积法的复合材料壁板快速屈曲分析方法.首先,建立了单胞模型计算矩形壁板的弹性边界刚度系数;然后,通过微分求积法求解控制方程,获得了壁板的屈曲载荷;最后,计算了不同类型盒段结构中复合材料壁板的屈曲载荷,并与有限元结果进行对比,验证了该文屈曲分析方法的准确性.

关键词：复合材料壁板弹性边界屈曲微分求积法

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