上跨既有隧道的深基坑降水开挖施工数值模拟分析 被引量：12

1

作者 汪鹏程 王景 周守强 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期499-506,共8页

文章以某城市地铁车站深基坑为依托,基于有限差分方法和流固耦合原理,利用FLAC3D对基坑进行三维流固耦合降水开挖数值模拟,分析了降水开挖和未降水开挖情况下引起的坑底隆起变形规律、围护结构侧向变形规律以及下卧隧道变形机理。研究表... 文章以某城市地铁车站深基坑为依托,基于有限差分方法和流固耦合原理,利用FLAC3D对基坑进行三维流固耦合降水开挖数值模拟,分析了降水开挖和未降水开挖情况下引起的坑底隆起变形规律、围护结构侧向变形规律以及下卧隧道变形机理。研究表明:坑底隆起变形在短边和长边方向上,分别呈现出开口向下的抛物线形和驼峰状,降水开挖比未降水开挖情况引起的坑底隆起变形减小约50%;围护结构变形呈现内凸形,中部凸起最大值约为35 mm,降水开挖引起的围护结构变形比未降水开挖增大约5 mm;降水开挖比未降水开挖引起的隧道隆起变形要小约50%,但造成的地表沉降值要大约10倍。模拟值与实测值规律基本一致,模拟效果较好。 展开更多

关键词 深基坑 降水开挖 流固耦合 数值模拟 变形

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断裂带煤矿井巷滞后突水机理数值模拟 被引量：36

2

作者 武强 朱斌 +2 位作者 李建民 洪益清 钱增江 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期780-785,共6页

应用FLAC3D软件,基于流-固耦合理论,对开滦赵各庄矿13水平东1石门一次小型滞后突水进行数值模拟.结果表明：受采矿产生的局部二次应力影响,奥陶系灰岩承压水和煤系地层承压水将沿断裂破碎带产生渗流扩散现象,并在岩石巷道附近产生4.0-5.... 应用FLAC3D软件,基于流-固耦合理论,对开滦赵各庄矿13水平东1石门一次小型滞后突水进行数值模拟.结果表明：受采矿产生的局部二次应力影响,奥陶系灰岩承压水和煤系地层承压水将沿断裂破碎带产生渗流扩散现象,并在岩石巷道附近产生4.0-5.0 MPa的孔隙水压升高带;当工作面推进55,110,165 m的时候,岩石巷道附近将分别产生最高1.53,4.38,0.05MPa的孔隙水压;升高的孔隙水压无法在短时间内消散,从而进一步作用于岩体,并最终突破岩体阻抗导致突水,突水的发生大约需要1-3月的滞后期. 展开更多

关键词 滞后突水 数值模拟 FLAC3D 流-固耦合模型

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桩–网复合地基与桩承式路堤的对比数值模拟 被引量：25

3

作者 芮瑞 夏元友 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期769-772,共4页

刚性桩加固软土地基常采用桩体+格栅以及桩+桩帽两种不同的处理形式,前一种处理方式是一种桩–网复合地基的处理形式,后一种一般称为桩承式路堤。两种形式在变形特性以及桩体受力特性上有其不同的特点。由于缺乏有效的对比研究,在处理... 刚性桩加固软土地基常采用桩体+格栅以及桩+桩帽两种不同的处理形式,前一种处理方式是一种桩–网复合地基的处理形式,后一种一般称为桩承式路堤。两种形式在变形特性以及桩体受力特性上有其不同的特点。由于缺乏有效的对比研究,在处理方式的选取上存在一定的困难。鉴于现场试验手段的局限性,在现场对比试验的基础上对两种处理方式进行了三维流固耦合模拟和对比分析工作,揭示了不同处理方式桩顶平面沉降变形的特性,同时对桩体的应力进行了对比研究。 展开更多

关键词 软基处理 桩-网复合地基 桩承式路堤 流固耦合 数值模拟

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充液直管管系中的固-液耦合振动响应分析 被引量：19

4

作者 张智勇 沈荣瀛 《振动工程学报》 EI CSCD 2000年第3期455-461,共7页

对充液直管管系中固 -液耦合 (包括连接、泊松、摩擦耦合 )对管系轴向振动响应的影响进行了研究。研究结果表明 ,固 -液耦合作用对充液管道系统振动响应影响不容忽视 ;三种固 -液耦合作用中 ,摩擦耦合影响较小 ,连接耦合与泊松耦合影响... 对充液直管管系中固 -液耦合 (包括连接、泊松、摩擦耦合 )对管系轴向振动响应的影响进行了研究。研究结果表明 ,固 -液耦合作用对充液管道系统振动响应影响不容忽视 ;三种固 -液耦合作用中 ,摩擦耦合影响较小 ,连接耦合与泊松耦合影响较大 ,并且其影响机理受到阀门关闭速度的影响 ;当阀门关闭较快时 ,系统响应以水锤响应激励下由连接耦合带来的受迫振动为主 ;当阀门关闭较慢时 ,系统以由连接耦合与泊松耦合带来的管道应力波为主。 展开更多

关键词 流体力学 充液管系 固液耦合 振动呼应 特征线法

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高压燃气射流在整装液体中扩展过程的实验和数值模拟 被引量：21

5

作者 莽珊珊 余永刚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期300-305,共6页

为研究高压燃气射流在整装液体中的扩展规律,探索提高射流稳定性的控制方法,设计了4级渐扩型圆柱观察室。采用高速录像系统,观察了燃气射流在液体模拟工质中扩展与掺混的过程,获得了射流扩展形态的序列照片,测量了Taylor空腔的扩展速度... 为研究高压燃气射流在整装液体中的扩展规律,探索提高射流稳定性的控制方法,设计了4级渐扩型圆柱观察室。采用高速录像系统,观察了燃气射流在液体模拟工质中扩展与掺混的过程,获得了射流扩展形态的序列照片,测量了Taylor空腔的扩展速度,对比了观察室内壁形状对射流扩展过程的影响。建立了二维轴对称气液两相湍流模型,模拟射流扩展过程,计算得到的Taylor空腔扩展形态和扩展速度与实验吻合较好。研究结果表明,渐扩型观察室台阶处出现涡流,诱导射流径向扩展,可抑制Kelvin-Helmholtz不稳定效应,采用阶梯渐扩型边界有助于提高射流稳定性。 展开更多

关键词 流体力学 燃气射流 湍流掺混 气液相互作用

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液力变矩器叶片流固耦合强度分析 被引量：18

6

作者 魏巍 闫清东 朱颜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1158-1162,共5页

在高功率密度液力变矩器的设计过程中,为解决在泵轮转速大幅提高时带来的叶片强度问题,基于流固耦合分析技术(FSI),将某型液力变矩器的流场分析与强度分析相结合,提出其一般分析方法和流程.通过计算流体动力学和有限元数值模拟,实现了... 在高功率密度液力变矩器的设计过程中,为解决在泵轮转速大幅提高时带来的叶片强度问题,基于流固耦合分析技术(FSI),将某型液力变矩器的流场分析与强度分析相结合,提出其一般分析方法和流程.通过计算流体动力学和有限元数值模拟,实现了叶片强度较为准确的预测,确定了叶片的应力分布和变形情况,为高功率密度液力变矩器叶栅系统的工程设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 流体力学 液力变矩器 叶片 流固耦合 强度

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基于流固耦合的水底隧道全断面注浆力学分析 被引量：15

7

作者 张志强 李化云 何川 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期86-90,共5页

全断面帷幕注浆加固围岩是水底隧道穿越断层破碎带、海底风化槽等高渗透性岩体常采用的辅助工法。帷幕注浆的主要目的是加固围岩,改善围岩的物理力学性质,降低围岩渗透系数。本文在对注浆加固机理及注浆参数选取研究的基础上,采用三维... 全断面帷幕注浆加固围岩是水底隧道穿越断层破碎带、海底风化槽等高渗透性岩体常采用的辅助工法。帷幕注浆的主要目的是加固围岩,改善围岩的物理力学性质,降低围岩渗透系数。本文在对注浆加固机理及注浆参数选取研究的基础上,采用三维有限差分FLAC3D数值模拟手段,基于流固耦合的力学模型研究注浆加固圈厚度及渗透系数对围岩稳定性、渗流规律、支护结构受力的影响。研究结果表明:水底隧道洞室开挖对初始渗流场的改变程度及范围与注浆圈渗透系数有直接关系,通过有效注浆不但起到限排堵水的作用,还起到降低地下水渗透体积力、约束位移的作用。 展开更多

关键词 水底隧道 注浆加固 参数优化 流固耦合作用

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基于流固耦合的水底隧道仰拱受力分析与优化 被引量：14

8

作者 张志强 师晓权 何川 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期108-113,共6页

目前,国内外学者对用于铁路和公路交通的山岭隧道断面形式做了不少研究,并得出一些有价值的结论。但是,研究结论应用于水底隧道是否同样能满足衬砌结构受力合理的要求,是值得研究的问题。矿山法修建大断面铁路和公路水底隧道,其断面形... 目前,国内外学者对用于铁路和公路交通的山岭隧道断面形式做了不少研究,并得出一些有价值的结论。但是,研究结论应用于水底隧道是否同样能满足衬砌结构受力合理的要求,是值得研究的问题。矿山法修建大断面铁路和公路水底隧道,其断面形式主要采用马蹄形断面,并设置仰拱来控制围岩位移及改善衬砌结构受力。本文以厦门东通道海底隧道为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D进行流固耦合分析,研究仰拱曲率半径及仰拱部位的防排水措施对围岩位移及衬砌结构受力的影响,优化水底隧道断面形式,以指导大型跨江海的水底隧道的设计和施工。 展开更多

关键词 水底隧道 断面优化 仰拱曲率 流固耦合

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民用飞机水上迫降分析模型和数值仿真 被引量：12

9

作者 张韬 李书 +1 位作者 江翔 赵金强 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期392-394,共3页

模拟计算了飞机水上迫降的冲击载荷。利用显式积分法求解离散的拉格朗日有限元方程,并采用欧拉有限体积法求解欧拉控制方程,通过一般耦合(General coupling)算法实现流固耦合计算,运用Dytran进行数值仿真计算。飞机结构入水时压力在初... 模拟计算了飞机水上迫降的冲击载荷。利用显式积分法求解离散的拉格朗日有限元方程,并采用欧拉有限体积法求解欧拉控制方程,通过一般耦合(General coupling)算法实现流固耦合计算,运用Dytran进行数值仿真计算。飞机结构入水时压力在初期就达到峰值,然后衰减,在峰值过后会出现小幅波动。相同条件下弹性体材料模型的压力峰值要比刚体小。4种工况下飞机着水时的压力峰值中以5°攻角最小,随着仰角增大,压力峰值以及峰值出现的区域随之改变。 展开更多

关键词 水上迫降 流固耦合 有限元 有限体积

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流体力学基本理论研究综述 被引量：9

10

作者 韩向科 钱若军 《空间结构》 CSCD 北大核心 2008年第3期9-12,共4页

目前对于流体力学基本理论的研究已非常成熟,但从流固耦合问题出发,重新梳理流体力学的基本理论是十分必要的.除了给出传统的Lagrange和Euler描述外,本文针对流固耦合中广泛应用的ALE描述,也给出了ALE描述下流体遵循的基本定律表达式,... 目前对于流体力学基本理论的研究已非常成熟,但从流固耦合问题出发,重新梳理流体力学的基本理论是十分必要的.除了给出传统的Lagrange和Euler描述外,本文针对流固耦合中广泛应用的ALE描述,也给出了ALE描述下流体遵循的基本定律表达式,并根据实际应用,对流体力学基本方程进行简化,从而得到不同的控制方程. 展开更多

关键词 流体力学 流固耦合 ALE描述

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计算流体力学可视化功能的实现 被引量：4

11

作者 朱松林 陆瑞松 《武汉交通科技大学学报》 1996年第3期249-253,共5页

利用计算机图形学的理论和方法，并借助于ＮＤＰ－Ｆｏｒｔｒａｎ编译系统的图形功能，开发了计算结果的事后式可视化软件，包括计算区域网格图的绘制，速度矢量图绘制，温度等标量的颜色显示，以及曲线图的输出等．为进一步优化所开发... 利用计算机图形学的理论和方法，并借助于ＮＤＰ－Ｆｏｒｔｒａｎ编译系统的图形功能，开发了计算结果的事后式可视化软件，包括计算区域网格图的绘制，速度矢量图绘制，温度等标量的颜色显示，以及曲线图的输出等．为进一步优化所开发三维复杂区域对流换热场的数值计算程序，使之应用方便，在程序中加入了驾驭式可视化功能，即除能在不终止计算的情况下，以图形方式显示及输出中间计算结果外，还能调整计算参数，以控制数值计算进程． 展开更多

关键词 可视化 计算 流体力学 驾驭式

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基于稳定工作点的变矩器叶轮强度有限元分析 被引量：9

12

作者 刘树成 闫清东 +2 位作者 魏巍 周谊 向雪峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第14期1922-1926,共5页

为解决车辆液力变矩器在实际使用工况下的叶轮强度问题,建立了液力变矩器叶轮强度有限元分析模型。考虑变矩器的使用工况,首先对其进行了与发动机的匹配计算,确定了实际使用中的稳定工作点。在多个稳定工作点上对叶轮施加流体载荷和旋... 为解决车辆液力变矩器在实际使用工况下的叶轮强度问题,建立了液力变矩器叶轮强度有限元分析模型。考虑变矩器的使用工况,首先对其进行了与发动机的匹配计算,确定了实际使用中的稳定工作点。在多个稳定工作点上对叶轮施加流体载荷和旋转离心载荷,通过有限元计算得到了叶轮应力分布和变形量随使用工况的变化趋势。将叶轮作为循环对称结构,通过定义循环周期边界连接的数据约束方程,在一个基础循环结构体上完成对整个叶轮强度的分析,为变矩器叶轮强度分析提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 流体力学 液力变矩器 强度 流固耦合

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大功率液力变矩器叶轮强度有限元分析 被引量：8

13

作者 闫清东 刘树成 +1 位作者 姚寿文 李晋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期141-146,共6页

为解决履带车辆大功率液力变矩器在高转速工况下的叶轮强度问题,基于单向流固耦合(FSI)理论,建立了液力变矩器叶轮强度分析模型。采用全局守恒插值算法,实现了流场网格节点上的流体压力载荷到结构网格节点的插值传递。结合惯性离心载荷... 为解决履带车辆大功率液力变矩器在高转速工况下的叶轮强度问题,基于单向流固耦合(FSI)理论,建立了液力变矩器叶轮强度分析模型。采用全局守恒插值算法,实现了流场网格节点上的流体压力载荷到结构网格节点的插值传递。结合惯性离心载荷,采用静力学分析的方法,对某型液力变矩器叶轮,进行了2种载荷共同作用下的有限元强度分析,得到了其应力分布和变形情况,并对起动工况和最大功率工况2种危险工况进行了详细分析。为叶轮强度分析提供了1种较为有效的方法。 展开更多

关键词 流体力学 液力变矩器 流固耦合 强度 有限元

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富水隧道突水处置及结构受力特性研究 被引量：6

14

作者 黄大成 骆伟 《公路工程》 北大核心 2016年第4期154-158,165,共6页

依托武靖高速洞头山隧道工程,对工程中富水岩溶带引发的突水涌砂问题进行分析,提出采用洞内管棚结合径向注浆处置方案;通过流固耦合数值分析,对富水条件下衬砌结构受力特性和安全性进行研究。结果表明采用该方案能保证该地质条件下施工... 依托武靖高速洞头山隧道工程,对工程中富水岩溶带引发的突水涌砂问题进行分析,提出采用洞内管棚结合径向注浆处置方案;通过流固耦合数值分析,对富水条件下衬砌结构受力特性和安全性进行研究。结果表明采用该方案能保证该地质条件下施工顺利进行,并可保证在运营时衬砌结构较高安全性,研究可为类似工程提供参考。 展开更多

关键词 富水隧道 突水涌砂 处置方案 流固耦合 安全系数

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隧道穿越富水断层破碎带掌子面失稳演化特性研究

15

作者 谢高英 《建筑技术开发》 2024年第9期74-76,共3页

以某隧道穿越富水断层破碎带施工为工程背景,基于流–固耦合理论,建立了隧道穿越富水断层破碎带施工三维流–固耦合数值模型,研究隧道施工过程中掌子面失稳演化特性,分析了掌子面挤出位移、塑性区体积和掌子面涌水量的变化规律。结果表... 以某隧道穿越富水断层破碎带施工为工程背景,基于流–固耦合理论,建立了隧道穿越富水断层破碎带施工三维流–固耦合数值模型,研究隧道施工过程中掌子面失稳演化特性,分析了掌子面挤出位移、塑性区体积和掌子面涌水量的变化规律。结果表明:随着掌子面逐渐迫近断层破碎带,掌子面挤出位移、塑性区体积和涌水量呈现由“略微增加”到“明显增加”再到“急剧增大”的变化规律。防突体厚度越大,发生突水突泥灾害的概率越小,该隧道穿越F4断层施工的极限防突体厚度为5.2 m。 展开更多

关键词 隧道工程 富水地层 断层破碎带 掌子面失稳 流–固耦合

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粘流-无粘干扰流动(IF)理论 被引量：6

16

作者 高智 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1990年第1期9-19,共11页

对不可压缩层流二维干扰流动,本文提出一个干扰流动(IF)理论。IF理论要点为:1)干扰流动沿主流的法向被分为三层即粘性层、干扰层和无粘层,引进了法向动量交换为主导过程的干扰层概念。2)利用力学守恒律、三层匹配关系及文中引进的干扰模... 对不可压缩层流二维干扰流动,本文提出一个干扰流动(IF)理论。IF理论要点为:1)干扰流动沿主流的法向被分为三层即粘性层、干扰层和无粘层,引进了法向动量交换为主导过程的干扰层概念。2)利用力学守恒律、三层匹配关系及文中引进的干扰模型,把三层的空间尺度及惯性-粘性诸力的数置级表示为单参数m的函数,m<1/2·3)导出描述各层流动的控制方程、导出描述全城流动的控制方程为简化Navie-Stokes(SNS)方程。IF理论适用于不存在分离的附着干扰流动以及存在分离的大范围干扰流动,经典边界层(CBL)理论和流动分离局部区域Triple-Deck(TD)理论分别是本文理论在参数m=O和1/4时的两个特例,本文理论容易推广到可压缩、三维及湍流流动。 展开更多

关键词 粘性 流动 干扰 粘流 分离流

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基于流体-固体耦合的液压滑阀开启过程仿真分析与优化 被引量：5

17

作者 张胜 王强 +2 位作者 何晓晖 高亚明 王新文 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期608-615,共8页

为改善液压滑阀开启过程中阀芯的工作性能,基于流体-固体耦合理论和动网格技术,建立滑阀开启过程三维流体-固体耦合数值分析模型,对阀芯在驱动力、弹簧力及液动力作用下的动作过程进行了模拟分析。针对阀芯受力分析结果,改进滑阀内部流... 为改善液压滑阀开启过程中阀芯的工作性能,基于流体-固体耦合理论和动网格技术,建立滑阀开启过程三维流体-固体耦合数值分析模型,对阀芯在驱动力、弹簧力及液动力作用下的动作过程进行了模拟分析。针对阀芯受力分析结果,改进滑阀内部流道结构;以改进后阀芯槽口和凸台的4个结构参数为优化对象,利用最小二乘拟合和反向传播神经网络构建最大冯米塞斯应力与液动力峰值的目标函数,借助遗传算法确定了槽口和凸台的4个结构参数最优值。研究结果表明:优化后阀芯所受液动力和最大冯米塞斯应力的峰值分别减小了16.3%和22.0%;优化设计阀芯的结构参数可明显提高滑阀开启性能。 展开更多

关键词 流体力学 液压滑阀 流体-固体耦合 动网格 遗传算法

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超音速子母弹分离激波干扰特性研究 被引量：5

18

作者 陶如意 王浩 +1 位作者 赵润祥 江坤 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1206-1211,共6页

超音速子母弹分离伴随着复杂的激波干扰,采用数值方法对超音速子母弹分离流场中激波与激波干扰特性进行了研究,数值计算结果与实验研究结果符合较好,表明利用AUSM+格式求解采用k-ωSST湍流模型的雷诺平均Navier-Stokes方程,能较好地模... 超音速子母弹分离伴随着复杂的激波干扰,采用数值方法对超音速子母弹分离流场中激波与激波干扰特性进行了研究,数值计算结果与实验研究结果符合较好,表明利用AUSM+格式求解采用k-ωSST湍流模型的雷诺平均Navier-Stokes方程,能较好地模拟超音速子母弹分离激波干扰。子母弹分离过程中不仅存在激波与激波碰撞、部分激波发生多次反射,而且由于干扰使气流方向发生变化,并形成变化复杂的压力、速度分布区域。通过对特定分离状态干扰流场结构的分析,探讨了子母弹分离激波干扰特性及其形成机理。 展开更多

关键词 流体力学 子母弹 激波与激波干扰 数值模拟 AUSM+

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冲击载荷下柔性储液罐动态响应数值模拟及规律分析 被引量：4

19

作者 曹源 金先龙 李政 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期469-474,共6页

针对柔性材料大变形、非线性等特点,对柔性储液罐的冲击响应规律进行研究,依据实验结果,采用ALE有限元方法对冲击情况下柔性罐状储液容器及其中流体的动态响应进行了数值模拟。所得结果与实验结果具有较好的一致性。在此基础上,深入分... 针对柔性材料大变形、非线性等特点,对柔性储液罐的冲击响应规律进行研究,依据实验结果,采用ALE有限元方法对冲击情况下柔性罐状储液容器及其中流体的动态响应进行了数值模拟。所得结果与实验结果具有较好的一致性。在此基础上,深入分析了空投高度、装水量等对柔性储液罐动态响应的影响规律。重点关注了表面一些关键部位的变形和应力变化情况。结果表明,柔性储液罐的动态应力和变形均与抛落高度成正比。但表面最大应力与装水量呈"V"型关系。 展开更多

关键词 流体力学 动态响应 ALE方法 柔性储液罐 流固耦合 冲击载荷

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超空泡航行体控制面与主空泡相互作用分析 被引量：4

20

作者 周后村 向敏 张为华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期949-958,共10页

基于有限体积法,采用均相流模型和流体体积方法开展超空泡航行体在不同空泡流型及不同控制面舵角情况下空化流场数值模拟,研究穿刺空泡情况下超空泡航行体尾部控制面与航行体主空泡之间的相互作用。数值模拟结果表明:航行体主空泡对控... 基于有限体积法,采用均相流模型和流体体积方法开展超空泡航行体在不同空泡流型及不同控制面舵角情况下空化流场数值模拟,研究穿刺空泡情况下超空泡航行体尾部控制面与航行体主空泡之间的相互作用。数值模拟结果表明:航行体主空泡对控制面的影响表现为不同流型下控制面沾湿深度不同,沾湿深度变化量最大可达50%以上,控制面流体动力受沾湿深度影响明显;航行体尾部控制面对主空泡闭合有迟滞作用,主空泡长度平均增量约为3%,控制面存在舵角时将会引起控制面之后的航行体主空泡形态变化,可引起航行体出现不对称沾湿面,且尾部闭合流型受影响最大。因此,超空泡航行体空泡流型设计与控制律设计时应充分考虑控制面与航行体主空泡之间的相互作用。 展开更多

关键词 流体力学 超空泡航行体 空泡流型 控制面 空泡 相互作用

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