水下爆炸近场载荷的试验与数值模拟

借助于小药量水下爆炸试验及数值模拟研究了水下爆炸近场载荷及其运动特性。试验在爆炸水箱中进行,采用同时分幅扫描超高速光电系统拍摄炸药爆炸后视场600 mm×600 mm以内的冲击波及爆轰产物演化过程。使用LS-DYNA软件的ALE方法计算了水下爆炸近场冲击波、爆轰产物气体运动特性,以及冲击波峰值压力和爆轰产物气体与水介质边界压力变化特性,数值模拟结果与试验结果有很好的近似。在试验和数值模拟基础上,提出了适用于水下爆炸近场的冲击波运动、峰值压力的变化规律,并建立了爆轰产物气体初期膨胀运动规律及压力变化。     

采用无网格方法计算含大变形介质界面的可压缩多介质流动

采用动态无网格节点追踪自由边界的变形,建立了一套求解可压缩多介质流场的最小二乘无网格方法.将界面定义为具有双重含义的动态无网格节点集合.使用虚拟流体方法处理介质边界节点,构造界面两侧的虚拟节点,根据介质的种类将流场划分为若干个单介质区域.为抑制界面处流动参数的非物理震荡,采用局部界面Riemann问题解更新界面节点和虚拟节点的流动参数值.使用局部点云重构技术处理界面附近的动态点云.引入AUFS格式求解ALE形式Euler方程的对流通量.一维激波管和二维复杂大变形的多介质问题计算结果证明文中提出的动态无网格法是可行的,能够准确地追踪界面的复杂变形,并对界面附近的变形点云进行合理的重构.      

水下近水面爆炸兴波的数值模拟

基于对水下爆炸兴波物理过程的分析,建立气泡出水问题的简化力学模型。利用不均匀网格的MAC方法对小当量情况进行了数值试验,水柱大小和兴波高度的计算结果与实验结果相一致。     

水下爆炸冲击波压力时程的数值模拟

运用LS-DYNA程序对水下爆炸冲击波进行了数值模拟研究.首先模拟了半无限水域下的爆炸冲击波的形成以及气泡运动规律,分析了爆炸波的压力时程曲线.在此基础上,进一步讨论了水下爆炸冲击波与水中结构相互作用的问题,该分析结果可为类似水下爆炸工程实践提供参考.     

多物质二维流体动力学程序MMIC的理论基础及其应用研究

针对多物质弹塑性流体动力学问题提出了一种Euler型有限差分算法。基于该算法,用面向对象的C 语言编译了MMIC-2D计算程序,开发了与之相配套的前处理软件MESH-2D、后处理可视化软件VISC-2D,并对球形装药土中爆炸这类典型的爆炸问题进行了二维数值模拟。数值模拟结果与实验结果相吻合,表明文中所提出的算法和计算程序合理、有效,可以用于进行工程数值仿真计算。     

流体介质中波传播的解析方法和数值方法

本书是《系统的稳定性、振动和控制》系列丛书A系列的第7卷。此书主要介绍双曲型波动方程的解析方法和数值方法。此外还给出了许多流体中有趣的波现象。例如：声波、空气污染物的散发、在日冕中的磁流体动力波、太阳风与金星的相互作用和离子．声的孤立子。     

两种多介质流体可压缩流动界面捕捉方法的数值研究

本文比较研究两种多介质流体可压缩流动界面捕捉方法。其中混合模型界面捕捉方法将高精度PPM格式应用到多介质体积分数形式Euler方程组，用双波近似求解一般刚性气体状态方程Riemann问题；Level-Set界面捕捉方法应用无数值耗散的Ghost-Fluid-Method，并用WENO格式求解Euler运动方程和Level-Set演化方程。本文给出了一维气液接触间断，气液Riemann问题，激波接触间断相互作用，以及二维Richtmyer-Meshkov不稳定性的计算结果。     

结合数值方法的流体动力学

现代流体动力学的研究综合使用了传统的理论分析方法与数值计算两种新手段。近几十年来,随着数值算法与计算机技术的发展,使用数值计算求解Navier-Stokeks方程已经很普遍。而且出现了很多商业CFD软件,很多人非常精通这些软件,但是由于缺乏对流体动力学理论的深刻理解而影响了软件效果的发挥。     

沉底水下爆炸作用下舰船结构动响应数值模拟

该文利用ABAQUS软件,对某实船模型在沉底水下爆炸载荷作用下的动响应进行了数值模拟.结果显示将沉底水下爆炸载荷等效成无限流场载荷的1.7倍是可行的,而纵向应变峰值跟结构的材料属性和结构方式有很大关系,材料厚度越大,加筋结构相对密集,则纵向应变峰值越小.     

水下爆炸载荷下充水多壳体结构动态响应计算方法

海军潜艇结构中,采用多壳体结构是一种新的结构设计形式.多壳体结构由轻外壳和多个耐压壳结构组成.当其遭受水下爆炸冲击时,由于舷间流体和多耐压壳结构的存在,使得冲击载荷的传播机理更加复杂,至今尚未建立合理可行的工程化方法进行描述.针对该复杂传播过程,在2阶双重渐进近似方法（DAA2）基础上,对内流场采用空化声学元（CAFE）,推导出其流固耦合控制方程,然后采用经典充水3维球壳问题进行验证,精度良好.最后,开展多壳体结构舱段动响应试验验证,分别从速度、加速度和冲击环境进行计算和试验数据比对,研究结果表明精度良好,验证了计算方法的正确性.      

感兴趣区域中的快速人脸区域分割与跟踪方法

为解决人脸区域分割和跟踪的方法在速度和精度上存在的问题,提出了同时使用前景提取与肤色检测的视频监控中感兴趣区域的提取方法,以及在此基础上使用水平集方法的人脸分割和跟踪方法.在大幅度缩小AdaBoost人脸检测方法的搜索区域的同时,能够避免传统水平集方法解偏微分方程的高计算复杂度,并且在脸部朝向变化的时候保持鲁棒性.应用到PTZ摄像系统中实现视频监控系统,能够随着人脸的移动改变摄像机视角,从而在较大的区域中连续跟踪人脸.实验表明在鲁棒性和实时性上均有提高.     

近水面水下爆炸水柱效应研究

为研究近水面水下爆炸产生的水柱效应,对水面下2m处2kg TNT炸药爆炸水柱效应进行了理论计算和试验研究,并运用MSC.DYTRAN和PAM-FLOW两种软件进行了数值模拟. 结果表明,水柱上升高度历时曲线呈开口向下抛物线形状,水柱上升速度近似呈指数衰减;爆炸后水柱形成过程数值模拟云图与试验结果吻合.     

激波诱导气泡破碎过程的数值模拟

为了对可压缩多介质流动中介质界面的剧烈变化过程进行模拟,采用发展的含拓扑结构改变的大变形非结构运动网格生成方法处理介质界面运动导致的网格畸变及拓扑变化.采用Riemann解构造出Lagrange界面来显式地追踪多介质界面运动.采用改进型虚拟流体方法构造介质界面的边界条件,在介质界面两侧分别求解守恒型的任意朗格朗日欧拉方法方程.对空气激波诱导圆柱氦气泡破碎过程、水中冲击波诱导二维气泡破碎过程进行了模拟,结果表明:该文基于非结构运动网格的多介质界面追踪方法可以有效地处理界面运动引起的拓扑结构改变.     

液滴溅落的数值模拟

将二阶投影方法和水平集技巧相结合求解二维Navier-Stokes方程,以模拟水溅落的过程。与其他方法不同,本方法不需额外的技巧,就能自然地处理自由界面出现的尖点,角点等。数值计算过程中无重新初始化步骤。     

开式陈列柜风幕系统的计算流体力学(CFD)设计

超市中开式陈列柜风幕的卷吸作用是陈列柜热负荷的主要来源,良好的风幕系统可以提高冷空气的利用率,减少热负荷,达到节约能源的目的。除实验手段外,采用计算流体力学（CFD）可以对各种变参数情况下风幕系统的性能进行数值模拟,从而有效地缩短开式陈列柜的设计周期,针对开式阵列柜流场计算几何结构较复杂、流场的一边为开式、温度速度变化范围大的特点、选用带浮升力项的κ-ε双方程紊流模型,采用有限元法并扩大计算区域对其进行了有效的CFD数值模拟,部分特征点上计算结果与测试结果较为吻合,变参数计算结果符合空气运动规律。     

Ghost技术在机房系统维护中的应用

针对高校机房维护和管理中的问题,文中介绍了利用Ghost8.2多播技术,并结合DHCP(动态主机设置协议)技术进行动态分配局域网计算机的IP,实现网络多播克隆的方法和技巧。并且利用还原精灵对硬盘进行全盘保护,解决了机房管理人员如何在较短时间内迅速恢复系统的难题,从而大大提高了机房管理效率,同时减轻了机房管理人员的工作量。     

基于CFD的旋流非接触吸盘仿真与优化

采用计算流体动力学（CFD）对一种新型气动悬浮吸盘（非接触旋流吸盘）的性能进行数值模拟,在现有吸盘结构的基础上,提出了改进方案,并对改进方案进行CFD仿真.结果表明,在耗气量变化不大的情况下,改进的吸盘结构的吸力得到了大幅提高.另外,利用正交实验方法设计实验,对非接触旋流吸盘内部导流体参数进行优化,得到了满意的参数.     

电视重影产生器的设计

本文介绍重影信号的数学模型,设计了用微处理器产生该信号的电路,该电路克服了以分立元件作延迟线的不稳定性和不准确性,同时只要通过软件编写就能容易地改变其延迟量,也容易实现同相重影和逆相重影,电路简单,可靠,易于实现．     

考虑气流影响的直通穿孔管消声器声学性能

为了研究气流对消声器传递损失的影响,采用有限元法(finite element method,FEM)和计算流体力学法(computational fluid dynamics,CFD)相结合的方法来解决这种流声耦合问题.以直通穿孔管消声器为例,计算出它们存在气流时的传递损失,并与文献中的实验数据和预测结果进行对比,以验证计算结果的准确性.研究结果表明:当忽略消声器内部气流引起的湍流噪声时,随着气流速度的增加,除了共振峰值处的传递损失显著减小外,多数频率处的传递损失有所增加,尤其是在较高频段内变化较为明显;随着气流温度的增加,传递损失曲线向高频方向移动.