激光空泡在刚性壁面附近空蚀特性 被引量：12

1

作者 刘涛 王江安 +1 位作者 宗思光 王雨虹 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期298-302,共5页

采用脉冲激光聚焦于透明液体中产生单个激光空泡,利用高速相机拍摄空泡在透明液体中整个运动过程,并对刚性壁面造成的空蚀现象进行了观测。实验研究发现,空泡溃灭将产生高速冲击波和高速射流,这是造成刚性壁面损伤的两种主要原因。空泡... 采用脉冲激光聚焦于透明液体中产生单个激光空泡,利用高速相机拍摄空泡在透明液体中整个运动过程,并对刚性壁面造成的空蚀现象进行了观测。实验研究发现,空泡溃灭将产生高速冲击波和高速射流,这是造成刚性壁面损伤的两种主要原因。空泡与刚性壁面的无量纲距离在0.4-1.4之间时,刚性壁面首先受到高速冲击波的破坏,由于空泡的趋壁效应,空泡在第二次收缩过程中将在壁面附近对实验靶材产生高速微射流的空蚀破坏。且这两种作用机制在无量纲距离为1.0时,高速微射流对壁面的空蚀效果更加明显。 展开更多

关键词 激光空泡 刚性壁面 冲击波 微射流

下载PDF 职称材料

刚性壁面附近深水爆炸气泡射流特性数值模拟 被引量：6

2

作者 梁浩哲 张庆明 杨莉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期130-135,共6页

炸药水下近壁面爆炸时,爆炸产物形成的气泡易演化出射流对壁面作用,而气泡射流的特性受多种因素影响。用AUTODYN数值模拟软件计算50 m和300 m水深环境下10 g TNT距100mm刚性壁工况下的气泡射流过程。计算结果表明:用AUTODYN有限元计算... 炸药水下近壁面爆炸时,爆炸产物形成的气泡易演化出射流对壁面作用,而气泡射流的特性受多种因素影响。用AUTODYN数值模拟软件计算50 m和300 m水深环境下10 g TNT距100mm刚性壁工况下的气泡射流过程。计算结果表明:用AUTODYN有限元计算软件计算得到的冲击波传播规律、脉动规律与经验公式拟合较好;在气泡脉动收缩结束时射流演化开始,演化过程中的射流将气泡贯穿、形成环形气泡;深水条件下形成的射流速度约350 m/s,远大于浅水条件下的150 m/s,与刚性壁接触后射流头部的压力也大于浅水中的压力;深水条件下近刚性壁测点的压力值均至少高出浅水条件下的5倍,说明深水环境下的射流更易对结构造成严重破坏。研究初步讨论了深水环境下水下爆炸射流的演化特性。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 深水爆炸 气泡脉动 刚性壁面 射流

下载PDF 职称材料

可燃气体爆炸对刚壁冲击特性的实验研究 被引量：4

3

作者 路胜卓 王伟 +1 位作者 张博一 张春巍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1001-1006,共6页

为研究可燃气体爆炸对石油化工设施及建筑结构的冲击荷载特性,利用可燃气体爆轰实验装置,通过乙炔/空气混合气体沿管道爆轰产生的冲击波对实验平台刚壁的冲击实验,分别测得壁面超压时程曲线以及刚壁和爆轰管道的振动加速度时程曲线.通... 为研究可燃气体爆炸对石油化工设施及建筑结构的冲击荷载特性,利用可燃气体爆轰实验装置,通过乙炔/空气混合气体沿管道爆轰产生的冲击波对实验平台刚壁的冲击实验,分别测得壁面超压时程曲线以及刚壁和爆轰管道的振动加速度时程曲线.通过对超压和振动加速度时程曲线的分析,研究可燃气体爆炸对结构的冲击荷载及其引发结构振动响应的规律.实验发现,混合气体中的乙炔浓度是影响爆炸冲击荷载及结构振动响应的主要因素,冲击波在内壁正反射区域产生的超压荷载峰值高达1.4 MPa,并且正反射区域的超压峰值始终大于其他斜反射区域.同时,爆炸冲击波引发实验平台和爆轰管道产生强烈振动,平台刚壁振动加速度峰值高达1 684 m/s2. 展开更多

关键词 可燃气体 爆炸冲击波 刚性壁面 冲击荷载 超压峰值 振动加速度

下载PDF 职称材料

水下爆炸冲击波反射压力计算方法的改进 被引量：1

4

作者 严泽臣 岳松林 +4 位作者 邱艳宇 王建平 赵跃堂 施杰 李旭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1196-1207,共12页

重力坝是一类常见大型混凝土水工建筑。为探寻适用于其近区水下爆炸冲击波反射压力的计算方法,利用冲击波阵面上的质量、动量和能量3个守恒基本关系式,以及凝聚介质状态方程,严格推导出物理内涵明晰的刚性壁面水下爆炸冲击波反射压力计... 重力坝是一类常见大型混凝土水工建筑。为探寻适用于其近区水下爆炸冲击波反射压力的计算方法,利用冲击波阵面上的质量、动量和能量3个守恒基本关系式,以及凝聚介质状态方程,严格推导出物理内涵明晰的刚性壁面水下爆炸冲击波反射压力计算方法。通过连续介质中冲击波速与粒子速度之间的关系,给出其中水的状态参数k的确定方法,揭示状态参数k随入射冲击波压力呈双指数衰减规律,发现入射压力在725 MPa以上时,k值的变化对冲击波反射压力计算结果有着重大影响。通过与Cole[12]、Henrych[14]和罗泽立等[15]提出的计算方法及数值仿真进行对比验证分析,结果表明:新提出的计算方法具有适用范围更广、计算精度更高的特点,且首次从理论上揭示水下爆炸冲击波反射压力系数范围为2.00~4.49。 展开更多

关键词 水下爆炸 反射压力 刚性壁面 Hugoniot关系式 数值模拟

下载PDF 职称材料

浅水域中圆柱壳固有振动特性分析 被引量：4

5

作者 王鹏 李天匀 +2 位作者 朱翔 张冠军 缪宇跃 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期72-82,共11页

基于波传播法和虚源法分析浅水域中圆柱壳的固有振动特性,并考虑了浅水域上下边界的影响。将理论计算与已有试验结果进行对比分析,验证了计算方法的有效性。数值计算表明:当圆柱壳靠近自由液面(或刚性壁面)时,耦合模态频率相应增大(减... 基于波传播法和虚源法分析浅水域中圆柱壳的固有振动特性,并考虑了浅水域上下边界的影响。将理论计算与已有试验结果进行对比分析,验证了计算方法的有效性。数值计算表明:当圆柱壳靠近自由液面(或刚性壁面)时,耦合模态频率相应增大(减小);当水深相对较小时,浅水域影响显著;当水深小于壳体半径的8倍时,浅水域对耦合模态频率的影响不可忽略。 展开更多

关键词 圆柱壳 浅水域 自由液面 刚性壁面 自由振动 虚源法

下载PDF 职称材料

流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响 被引量：2

6

作者 邹元杰 赵德有 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期21-27,共7页

本文探讨了流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响。研究结果表明 :在“软”边界 (自由表面 )半无限流体域中 ,流体可压缩性对结构振动响应的影响要比在“硬”边界 (刚性壁面 )半无限流体域和无界流体域中的影响小 ,特别是在低频... 本文探讨了流体可压缩性对半无限流体域中结构振动的影响。研究结果表明 :在“软”边界 (自由表面 )半无限流体域中 ,流体可压缩性对结构振动响应的影响要比在“硬”边界 (刚性壁面 )半无限流体域和无界流体域中的影响小 ,特别是在低频和结构离自由液面较近的情况下 ,流体可压缩性对结构振动响应影响不大。 展开更多

关键词 流体可压缩性 半无限流体域 振动响应 自由液面 刚性壁面 结构振动

下载PDF 职称材料

含气量对激光空泡在刚性壁面空蚀的影响 被引量：2

7

作者 刘涛 王江安 +2 位作者 宗思光 梁善永 张显峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2576-2580,共5页

采用强脉冲激光器设计液体环境下刚性壁面空蚀实验平台,改变液体中含气量,利用高速相机观察不同含气量条件下激光空泡在壁面附近的脉动过程,并对刚性壁面造成的空蚀结果进行了观测。实验研究发现,随着液体中相对空气含量的提高,激光空... 采用强脉冲激光器设计液体环境下刚性壁面空蚀实验平台,改变液体中含气量,利用高速相机观察不同含气量条件下激光空泡在壁面附近的脉动过程,并对刚性壁面造成的空蚀结果进行了观测。实验研究发现,随着液体中相对空气含量的提高,激光空泡脉动的最大尺寸增大,空泡的膨胀运动变剧烈,溃灭运动速度降低,空泡的溃灭强度降低,从而影响到溃灭冲击波和壁面微射流对刚性壁面的冲击速度,减弱了壁面空蚀,而液体中含气量的提高能够降低激光空泡对刚性壁面的空蚀程度。 展开更多

关键词 含气量 刚性壁面 激光空泡 空蚀

下载PDF 职称材料

改进的半空间频率均方声压法计算结构频带振动声辐射 被引量：2

8

作者 高宏林 黎胜 孟春霞 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期106-115,共10页

为计算中高频半空间结构频带振动下声辐射问题,推导了基于能量源的半空间频率均方声压法(Frequency Averaged Quadratic Pressure, FAQP),并提出了改进的半空间FAQP法,克服了半空间FAQP法在失效频率下解不唯一的问题。频率带宽为4 Hz的... 为计算中高频半空间结构频带振动下声辐射问题,推导了基于能量源的半空间频率均方声压法(Frequency Averaged Quadratic Pressure, FAQP),并提出了改进的半空间FAQP法,克服了半空间FAQP法在失效频率下解不唯一的问题。频率带宽为4 Hz的刚性壁面作用下的脉动球和与自由表面相接触的脉动半球的声辐射数值计算,验证了改进的半空间FAQP法对解决失效频率下解不唯一问题的有效性。同时,刚性壁面作用下的脉动球和与自由表面相接触的脉动半球声辐射数值计算结果均表明,在1/3倍频程下,改进的半空间FAQP法与常规边界元方法相比,具有更高的计算精度,更适用于中高频计算。 展开更多

关键词 振动声辐射 空间频率 声压法 计算结构 频带 数值计算 刚性壁面 边界元方法

下载PDF 职称材料

水下刚性壁装药爆炸气泡简化模型和数值仿真 被引量：2

9

作者 杜志鹏 汪玉 辛春亮 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第4期10-13,17,共5页

为预测沉底装药水下爆炸产生气泡的最大半径和脉动周期,建立了水下刚性壁上的装药爆炸产生气泡的动力学模型。从Bernoulli方程和能量守恒两个角度推导出描述半球形气泡径向运动的流体动力学方程,通过能量法确定了方程的初始条件。对方... 为预测沉底装药水下爆炸产生气泡的最大半径和脉动周期,建立了水下刚性壁上的装药爆炸产生气泡的动力学模型。从Bernoulli方程和能量守恒两个角度推导出描述半球形气泡径向运动的流体动力学方程,通过能量法确定了方程的初始条件。对方程数值求解得到第一脉动周期内气泡半径和径向运动速度随时间变化的曲线。利用ANSYS-AUTODYN软件的高精度Euler-Godunov求解器和计算结果映射技术,建立了水下刚性壁上装药爆炸产生气泡运动的数值仿真模型。计算得到了气泡膨胀、收缩、上浮和脉动压力时程曲线及其几何形状变化规律。理论模型与仿真计算得到的气泡半径、脉动周期和径向运动速度均吻合,说明该理论模型满足工程所需精度要求。 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡动力学 刚性壁面 数值仿真 映射技术

下载PDF 职称材料

超声作用下刚性壁面附近的双气泡脉动

10

作者 王寻 靳心 +3 位作者 周程浩 周敏 梁金福 张泽坤 《声学技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期145-151,共7页

在实际应用时,空化泡可能位于刚性壁附近。对刚性壁附近的空化泡脉动进行研究有利于更好地利用声空化。文章研究了刚性壁附近双气泡的动力学规律。研究结果表明,当两气泡与刚性壁距离相同时,气泡与壁之间的距离越大,刚性壁对辐射声波的... 在实际应用时,空化泡可能位于刚性壁附近。对刚性壁附近的空化泡脉动进行研究有利于更好地利用声空化。文章研究了刚性壁附近双气泡的动力学规律。研究结果表明,当两气泡与刚性壁距离相同时,气泡与壁之间的距离越大,刚性壁对辐射声波的反射越小,气泡脉动时能够达到的最大半径与最小半径的比值(即压缩比)也越大。若改变单个气泡与刚性壁的距离,则当两个气泡距离接近时,位置固定的气泡压缩比会减小。增大单个气泡的平衡半径,会使得两气泡脉动时的压缩比变小。此外,文章还对两气泡间距固定情况下,气泡压缩比与两气泡中心连线和壁面所成夹角之间的关系进行了讨论。 展开更多

关键词 刚性壁面 双气泡 镜像 压缩比

下载PDF 职称材料

多边界条件下空化气泡演变特性的试验研究

11

作者 胡建明 王字满 李志爽 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期393-399,416,共8页

为了揭示空泡在复杂边界条件作用下的动态演变机制,以电容器在水中放电产生的气泡为研究对象,通过对气泡的溃灭时间、迁移距离和水柱高度等动态特性参数进行定量分析,得到了边界效应对气泡发展的影响规律.结果表明,气泡在射流阶段、射... 为了揭示空泡在复杂边界条件作用下的动态演变机制,以电容器在水中放电产生的气泡为研究对象,通过对气泡的溃灭时间、迁移距离和水柱高度等动态特性参数进行定量分析,得到了边界效应对气泡发展的影响规律.结果表明,气泡在射流阶段、射流击穿气泡和回弹3个阶段气泡形态变化剧烈;多边界条件下,竖直刚性边界影响气泡内部射流的偏转角度;水平刚性边界影响气泡膨胀和溃灭过程的发展形态,气泡与水平刚性边界的距离大于、小于气泡半径时,产生2种不同的回弹形态;距自由液面越远,气泡内部射流越宽,自由液面对液面上方水柱高度的影响大于刚性边界.通过气泡和多边界相互作用的研究揭示在复杂环境下空泡动态演化机制,可为复杂环境下气泡动态特性的预测分析提供相应支撑. 展开更多

关键词 空化气泡 刚性壁面 自由液面 边界效应 射流

下载PDF 职称材料

三维气泡与刚性壁面的相互作用研究 被引量：1

12

作者 王诗平 姚熊亮 +1 位作者 张阿漫 孙士丽 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期803-807,共5页

基于势流理论建立水下爆炸气泡运动三维模型,采用边界积分法求解拉普拉斯方程,得到气泡的变形及位置,并在计算过程中引入弹性网格技术,避免了因网格扭曲而导致的数值发散,进而模拟了刚性壁面附近三维气泡的动态特性。在数值模拟过程中,... 基于势流理论建立水下爆炸气泡运动三维模型,采用边界积分法求解拉普拉斯方程,得到气泡的变形及位置,并在计算过程中引入弹性网格技术,避免了因网格扭曲而导致的数值发散,进而模拟了刚性壁面附近三维气泡的动态特性。在数值模拟过程中,将本文计算值与实验数据进行对比分析,结果表明,计算值与实验数据吻合良好。在此基础上,分别模拟了弱浮力、强Bjerknes力,强浮力、弱Bjerknes力以及浮力与Bjerknes力相当时壁面附近气泡的运动特征,并将各种工况的计算结果与基于开尔文冲量理论(Kelvin Impulse)的Blake准则进行对比分析与讨论,得到了不同参数下气泡的运动特征。 展开更多

关键词 气泡 刚性壁面 势流理论 边界积分 开尔文冲量理论

下载PDF 职称材料

不同形状壁面下微泡动力学行为的有限元分析

13

作者 刘文一 胡继文 赵丹丹 《上海工程技术大学学报》 CAS 2021年第1期82-87,共6页

为研究刚性平面、凸面和凹面附近的微泡动力学行为的差异,建立超声激励下3种刚性壁面附近微泡的有限元模型.结果显示,刚性凹面附近的微泡形变较明显,易产生瞬态空化导致破裂.同时,微泡具有偏离初始位置向壁面振荡靠近的动力学行为.在声... 为研究刚性平面、凸面和凹面附近的微泡动力学行为的差异,建立超声激励下3种刚性壁面附近微泡的有限元模型.结果显示,刚性凹面附近的微泡形变较明显,易产生瞬态空化导致破裂.同时,微泡具有偏离初始位置向壁面振荡靠近的动力学行为.在声学参数以及距离壁面底部距离相等的情况下,近刚性凹面下的微泡重心振荡更剧烈,偏离初始位置距离最大,且凹面受到的压力较大,凸面受到的压力相对较小,壁面受到的压力与入射声压呈正相关,平面所受压力和附近微泡重心偏离程度介于凸面和凹面之间.本模型可为靶向药物治疗等研究提供理论参考. 展开更多

关键词 超声 微泡 刚性壁面 有限元

下载PDF 职称材料

复杂声边界约束下水中圆柱壳声振特性研究

14

作者 翁凌霄 缪宇跃 李天匀 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期186-193,209,共9页

解析地研究了复杂声边界约束下水中无限长圆柱壳的振动和声辐射问题。该圆柱壳受到轴向均匀线激励力作用,并处于自由液面(或水平水底)和垂直刚性壁面组成的复杂声边界构成的四分之一无限流域中。根据镜像原理和Graf加法定理推导了无限... 解析地研究了复杂声边界约束下水中无限长圆柱壳的振动和声辐射问题。该圆柱壳受到轴向均匀线激励力作用,并处于自由液面(或水平水底)和垂直刚性壁面组成的复杂声边界构成的四分之一无限流域中。根据镜像原理和Graf加法定理推导了无限长圆柱壳声振耦合方程,讨论了复杂声边界对圆柱壳振动和声辐射的影响。研究发现两种声边界对圆柱壳振动特性和表面辐射声功率有不同的影响。当圆柱壳离边界足够远时其振动特性和表面辐射声功率几乎不受影响,而其辐射声场仍会受到圆柱壳位置变化的影响,尤其当圆柱壳靠近流域边界时会产生显著的辐射噪声,不利于隐蔽。 展开更多

关键词 圆柱壳 自由液面 刚性壁面 振动 声辐射 镜像原理 Graf加法定理

下载PDF 职称材料

近壁面水下爆炸气泡运动的数值计算研究 被引量：5

15

作者 李健 林贤坤 +1 位作者 荣吉利 项大林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第15期200-205,共6页

基于MSC.DYTRAN非线性有限元软件建立炸药爆轰与冲击波传播的一维有限元模型,通过与冲击波压力峰值经验公式对比,验证模型的正确性。将一维数值计算结果映射到三维流场中以确定气泡运动的初始条件,开发定义流场初始条件与边界条件的子程... 基于MSC.DYTRAN非线性有限元软件建立炸药爆轰与冲击波传播的一维有限元模型,通过与冲击波压力峰值经验公式对比,验证模型的正确性。将一维数值计算结果映射到三维流场中以确定气泡运动的初始条件,开发定义流场初始条件与边界条件的子程序,对近刚性壁面气泡运动过程进行仿真分析,通过与实验结果的对比,验证三维数值计算模型的正确性。以此为基础,研究刚性面角度以及距离参数对气泡运动、射流角度、速度的影响规律,计算模型、方法及结果对相关的工程研究和计算具有一定参考价值。 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡脉动 近刚性壁面 射流 数值模拟

下载PDF 职称材料

格子Boltzmann方法模拟空化泡溃灭和微气泡的初生 被引量：1

16

作者 杨佳 沈壮志 +1 位作者 王英瑞 郑文军 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期41-49,共9页

空化泡溃灭对近壁面的冲蚀是流体力学研究中的重点,新兴的格子Boltzmann方法能很好的从底层描述多相流问题.基于格子Boltzmann Shan-Chen模型,耦合了Carnahan-Starling状态方程和可精确得出外力项的精确差分法,利用无滑移反弹边界处理... 空化泡溃灭对近壁面的冲蚀是流体力学研究中的重点,新兴的格子Boltzmann方法能很好的从底层描述多相流问题.基于格子Boltzmann Shan-Chen模型,耦合了Carnahan-Starling状态方程和可精确得出外力项的精确差分法,利用无滑移反弹边界处理格式和压力边界条件,完整可视化的模拟了二维流场下单气泡在90°刚性壁面拐角处的溃灭泡形演化,并分析了流场内气泡的动力学行为.发现在特定的入口差压和气泡初始半径条件下,在大气泡的压缩过程中90°刚性壁面拐角处可诱导生成新微气泡,生成的新微气泡伴随着大气泡的进一步压缩而溃灭,溃灭释放的反弹压力冲蚀壁面.刚性壁面的阻滞作用对气泡的变形及溃灭影响很大,会减缓气泡的溃灭时间,抑制气泡振动,而且刚性壁面的阻滞效应整体上也是气泡初始半径R0、气泡泡心到刚性壁面的距离b和入口压力差ΔP等共同作用的结果.微气泡的生成表明刚性壁面夹角处的气泡溃灭会产生复杂的涡旋结构,涡旋可促进其他空化泡的形成.流场内涡旋流动特性应是研究空化效应的又一亮点. 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 90°刚性壁面 泡形 微气泡

下载PDF 职称材料