充气式海上围栏系统中气囊单元对冲击小艇拦截仿真分析

充气式海上围栏系统是一种易于部署和安装的低成本港口安全防护系统.为了分析充气式海上围栏系统对冲击小艇的拦截效果,促进高效率设计,建立了充气式海上围栏系统中气囊单元和小艇的有限元模型,并基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法对小艇撞击充气式海上围栏系统过程进行数值模拟.设置小艇以10、20、30 m/s的初速度垂直撞击气囊中部这3种典型拦截场景,通过数值模拟,从碰撞前后的小艇速度、加速度、单元失效比、能量转化等碰撞特性分析充气式海上围栏系统对小艇的拦截效果.仿真结果表明,在3种场景下充气式海上围栏系统都具有良好的拦截效果,小艇前进方向速度分别降至2.02、4.20、4.45 m/s,小艇最大加速度分别达到70.56、121.43、189.29 m/s²,小艇单元失效比分别为0%、12.1%、20.6%.所提方法可为港口安全防护系统的设计提供一定参考.