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基于FEM-SPH耦合算法的飞机水上迫降的力学建模与分析 被引量：6
1
作者 卢鸣飞 华诚 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期583-591,共9页
水上迫降是飞机安全性能的重要内容之一,飞机结构入水冲击过程中伴随着流固耦合效应.基于FEMSPH耦合算法建立了具有实际飞机外形的三维力学计算模型;为验证本文模型的有效性,在刚性结构情况下,与国外文献中已有模型进行比较;进一步采用... 水上迫降是飞机安全性能的重要内容之一,飞机结构入水冲击过程中伴随着流固耦合效应.基于FEMSPH耦合算法建立了具有实际飞机外形的三维力学计算模型;为验证本文模型的有效性,在刚性结构情况下,与国外文献中已有模型进行比较;进一步采用接近于实际情形的弹塑性结构,对飞机以不同入水攻角、不同下降速度和不同水平速度撞击水面的过程分别进行了模拟和比较,获得定性意义上的初步结论. 展开更多
关键词 水上迫降 流固耦合 fem-sph耦合算法
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蜂窝夹芯雷达罩抗鸟撞冲击性能仿真分析
2
作者 李国举 张潜锐 +1 位作者 侯晖东 张昕喆 《郑州航空工业管理学院学报》 2024年第1期36-42,共7页
在雷达天线罩抗鸟撞冲击响应有限元分析中,为了有效克服有限单元法在模拟鸟体局部大变形计算中的不稳定性以及更好地模拟鸟体铺展、飞溅效果并提高鸟体与天线罩接触区域的计算精度,需要采用FEM-SPH耦合方法模拟鸟体高速撞击天线罩的动... 在雷达天线罩抗鸟撞冲击响应有限元分析中,为了有效克服有限单元法在模拟鸟体局部大变形计算中的不稳定性以及更好地模拟鸟体铺展、飞溅效果并提高鸟体与天线罩接触区域的计算精度,需要采用FEM-SPH耦合方法模拟鸟体高速撞击天线罩的动态力学响应过程。文章分别采用FEM、SPH和FEM-SPH耦合方法对1.8 Kg的鸟体以150 m/s的相对速度撞击天线罩三明治夹芯结构的不同位置开展了有限元仿真研究。仿真结果表明,FEM-SPH耦合方法能够充分发挥FEM法和SPH法各自的优势,能更精细地描述鸟体撞击到天线罩上的变形、失效以及铺展过程。进一步研究发现,泡沫铝夹芯层材料在吸能方面起着主要作用,且鸟撞位置对天线罩的整体变形具有显著影响,鸟撞最危险位置发生在雷达天线罩正面中心靠下位置,此时最大位移为123.5 mm,为上部位置最大位移值的1.8倍。 展开更多
关键词 蜂窝夹芯结构 雷达罩 鸟撞 fem-sph耦合法 冲击能量
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基于SPH-FEM耦合方法的开挖面稳定性多尺度分析
3
作者 华振 肖健华 +1 位作者 黄明峰 熊昊 《公路》 北大核心 2024年第1期392-399,共8页
运用光滑粒子流体力学(SPH)模拟土体在开挖扰动下的大变形破坏过程,通过有限元(FEM)模拟非大变形土体与隧道结构,运用多尺度方法来探究开挖面稳定性问题。两种方法所建立的土体区域皆运用相同的三维摩尔-库伦本构模型进行高斯积分点上... 运用光滑粒子流体力学(SPH)模拟土体在开挖扰动下的大变形破坏过程,通过有限元(FEM)模拟非大变形土体与隧道结构,运用多尺度方法来探究开挖面稳定性问题。两种方法所建立的土体区域皆运用相同的三维摩尔-库伦本构模型进行高斯积分点上的求解,以确保一致性。通过与开挖面稳定性模型试验的标定,验证了该方法的可行性。以此为基础,运用控制变量法进行一系列参数分析,探究了土体受到开挖扰动时的竖向位移、竖向应力的变化规律及对应位移场、应力场和等效塑性应变场的变化规律。最后,研究了等沉降面的发展情况,证明了这种多尺度方法的可信度。对于开挖面稳定性方面的研究,这种耦合方法可以较好地反映土体的变形规律和破坏机制,为研究开挖面稳定性提供了一种有效的计算工具。 展开更多
关键词 隧道工程 开挖面稳定分析 fem-sph耦合算法 多尺度方法 大变形计算 开挖面稳定性
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TBM破岩机理的三维FEM-SPH耦合算法 被引量：5
4
作者 肖南 周小平 +1 位作者 程浩 翟淑芳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1263-1269,共7页
采用改进的有限元-光滑粒子流体动力学耦合(FEM-SPH)的方法,建立了TBM单滚刀和双滚刀破岩的三维数值耦合模型,研究了TBM破岩机理,研究结果表明,压碎区形成阶段,在单滚刀推力的作用下,微裂纹向下扩展形成扇形破坏区;在切向力的作用下,微... 采用改进的有限元-光滑粒子流体动力学耦合(FEM-SPH)的方法,建立了TBM单滚刀和双滚刀破岩的三维数值耦合模型,研究了TBM破岩机理,研究结果表明,压碎区形成阶段,在单滚刀推力的作用下,微裂纹向下扩展形成扇形破坏区;在切向力的作用下,微裂纹向前扩展形成另一个扇形破坏区,两个扇形破坏区组成了锥形破坏区;在微裂纹形成阶段,侧向裂纹的扩展速度大于中央裂纹的扩展速度;在微裂纹扩展阶段,中央裂纹的扩展速度大于侧向裂纹的扩展速度;当滚刀向岩体的边缘滚动时,边缘部位的岩石以扇形失效;压碎区形成阶段,每个滚刀单独作用在岩石上,在每滚刀的下方形成一个锥形破坏区;在微裂纹形成阶段,由于滚刀之间的相互作用,赫兹裂纹改变扩展方向;在微裂纹扩展阶段,赫兹裂纹连接和贯通,形成岩片。 展开更多
关键词 TBM破岩 fem-sph耦合算法 岩片
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鱼雷斜入水过程非定常运动仿真研究 被引量：4
5
作者 张岳青 蔡卫军 李建辰 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期20-28,共9页
针对鱼雷反潜时复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对鱼雷入水过程进行了仿真,研究了鱼雷入水过程中的冲击加速度和入水初始段鱼雷姿态的变化。仿真过程中发现了"忽扑"现象对鱼雷入水后非定常运动的重要影响。通过分析试验... 针对鱼雷反潜时复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对鱼雷入水过程进行了仿真,研究了鱼雷入水过程中的冲击加速度和入水初始段鱼雷姿态的变化。仿真过程中发现了"忽扑"现象对鱼雷入水后非定常运动的重要影响。通过分析试验数据,完善仿真模型,模拟了"低压力"引起的鱼雷入水后的"忽扑"现象,仿真分析了鱼雷真实的入水非定常运动过程。结果可为鱼雷入水弹道设计和结构承载能力设计提供一定的依据。 展开更多
关键词 fem/sph耦合方法 鱼雷 入水 忽扑
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FEM/SPH耦合方法在鱼雷入水研究中的应用 被引量：4
6
作者 张岳青 蔡卫军 +1 位作者 李建辰 王志杰 《鱼雷技术》 2017年第1期1-6,共6页
为了扩大鱼雷浅海区的使用范围,浅水控制技术非常重要,鱼雷入水过程的非定常运动参数是初始控制的输入条件。文中采用有限元/光滑粒子流体动力学(FEM/SPH)耦合方法,建立鱼雷入水仿真模型,对鱼雷从触水到全沾湿过程进行了数值仿真,仿真... 为了扩大鱼雷浅海区的使用范围,浅水控制技术非常重要,鱼雷入水过程的非定常运动参数是初始控制的输入条件。文中采用有限元/光滑粒子流体动力学(FEM/SPH)耦合方法,建立鱼雷入水仿真模型,对鱼雷从触水到全沾湿过程进行了数值仿真,仿真结果与试验数据吻合较好,说明FEM/SPH耦合方法对于入水问题的研究具有明显的优势。仿真分析了鱼雷入水过程中运动姿态的变化,以及入水冲击加速度的变化趋势,文中所做研究为进一步研究鱼雷入水问题提供参考。 展开更多
关键词 鱼雷入水 fem/sph耦合方法 非定常参数
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UUV入水初始段运动姿态研究
7
作者 张岳青 蔡卫军 +1 位作者 李建辰 王志杰 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2017年第4期417-422,共6页
为了克服UUV能源受限而导致航程短或者完成任务时间长等弊端,高空滑翔UUV和飞机空投UUV是一种新的研究方向。该文针对UUV复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对UUV入水过程进行了仿真,研究了UUV入水过程中的冲击加速度和入水初始段UUV... 为了克服UUV能源受限而导致航程短或者完成任务时间长等弊端,高空滑翔UUV和飞机空投UUV是一种新的研究方向。该文针对UUV复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对UUV入水过程进行了仿真,研究了UUV入水过程中的冲击加速度和入水初始段UUV姿态的变化。仿真分析发现UUV入水时头部会产生低压力,造成UUV入水时呈现"低头"趋势,对入水运动姿态有重要影响。结合试验数据,在仿真模型中模拟了UUV入水时的低压作用,并分析了不同工况下低压力的变化趋势,仿真得到了UUV入水初始段的真实运动姿态。研究结果可为UUV入水初始段的弹道设计和结构承载能力设计提供依据。 展开更多
关键词 fem/sph耦合方法 无人水下航行器 入水 忽扑
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Zr_(77.1)Cu_(13)Ni_(9.9)非晶合金破片侵彻LY12铝合金及TC4钛合金靶板毁伤后效及机理对比研究 被引量：2
8
作者 杨林 于述贤 范群波 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期417-428,共12页
锆基非晶合金是极具发展潜力的含能结构材料,由其制备的破片侵彻不同材质装甲时,会表现出显著不同的毁伤效果.本研究中利用弹道枪发射装置,针对Zr_(77.1)Cu_(13)Ni_(9.9)非晶合金破片,以1200 m/s速度分别侵彻8 mm厚LY12铝合金和TC4钛合... 锆基非晶合金是极具发展潜力的含能结构材料,由其制备的破片侵彻不同材质装甲时,会表现出显著不同的毁伤效果.本研究中利用弹道枪发射装置,针对Zr_(77.1)Cu_(13)Ni_(9.9)非晶合金破片,以1200 m/s速度分别侵彻8 mm厚LY12铝合金和TC4钛合金屏蔽靶,结合高速摄影技术比较了破片碎裂形成碎片云并造成毁伤后效的过程;同时基于FEM/SPH自适应耦合法,再现了破片对两类屏蔽靶开坑、稳定侵彻、穿透等系列阶段,以及碎片云形成的复杂物理过程,揭示了其对后效靶的毁伤机理.结果表明,由于TC4钛合金相比LY12铝合金具有更高的强度,穿透TC4屏蔽靶所需的时间更长,且靶板内最大等效应力是后者的3倍左右;破片在侵彻TC4屏蔽靶时与靶板间发生了更强的相互作用,使得破片前端出现更大面积的高应变区域,由此导致破片发生了更严重的破碎并产生分布范围更大的碎片云,从而在后效靶上产生更大面积的损伤. 展开更多
关键词 ZR基非晶合金 结构释能破片 fem/sph耦合方法 数值模拟 毁伤后效
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