為了研究楔形體入水砰擊載荷特性,應(yīng)用重疊網(wǎng)格法對入水砰擊過程進行了數(shù)值模擬,計算了三種入水速度下楔形體的砰擊壓力值。通過與試驗結(jié)果對比,驗證了數(shù)值模擬方法的有效性。此外,通過改變水深,模擬有限水深情況下的入水砰擊過程,探究水深對楔形體表面壓力、下落速度及自由液面的影響。結(jié)果表明:淺水中水深方向的壁面效應(yīng)會使得作用在楔形體上壓力的增加,水深越小,作用在楔形體上的砰擊壓力越大;水中水深方向的壁面效應(yīng)同時也使楔形體產(chǎn)生與下落方向相反的加速度,水深越小,反向加速度越大;相對于無限水深,淺水情況下的自由液面會有更大地升高。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1 楔形體模型

為保證數(shù)據(jù)的可靠性并盡量減小誤差,在縱向長度中點處的環(huán)肋板與外底板交界處自下而上布置4個壓力傳感器,命名依次為P1、P2、P3,P4,位置如圖1和圖2所示(圖中長度單位為:mm),數(shù)值模擬過程中監(jiān)測對應(yīng)點處的砰擊載荷。圖2楔形體剖面

圖2 楔形體剖面

圖1楔形體模型初始時刻楔形體位于空氣域中,最低點距離自由液面的垂直高度h0=0,通過給楔形體施加一定的初始速度v0,可模擬不同落體高度h′下的模型落體試驗,易知三者滿足關(guān)系式:v=2g(h′-h0)。

圖3 計算域劃分

考慮到流場和結(jié)構(gòu)模型的對稱性,僅建立y>0的一半模型進行數(shù)值計算,如圖3所示。空氣域高2m,寬5m,水域深5m,寬5m。流體域內(nèi)的網(wǎng)格劃分如圖3所示。具體網(wǎng)格層次如圖4所示。水表面網(wǎng)格區(qū)域設(shè)置為水面上下0.1m的區(qū)域,并對水表面網(wǎng)格進行相應(yīng)加密,以捕獲相關(guān)的流體細節(jié)。重....

圖4 由里到外網(wǎng)格層次分布圖

圖3計算域劃分2.2網(wǎng)格收斂性分析

本文編號：4037392