计及雾化效应的高速砰击数值方法和机理研究

基本信息
批准号:51879051
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:郑兴
学科分类:
依托单位:哈尔滨工程大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邵颂东,张宁波,郝红彬,于双瑞,尤一,于子英,邹春玲,王强,杨超然
关键词:
无网格计算方法波与结构相互作用雾化模型甲板上浪砰击
结项摘要

Wave impacts accompanied with atomization will be more harmful than common slamming cases, it can damage the sturcture by huge impact pressure and high velocity splash waves, threatening the safety of personnel and equipment use. Although the research has been carried out after many years, it is still a complex problem especially for the existence of atomization. As the atomized slamming phenomenon is more serious, the gas-liquid mixing occurred in higher degree, formation and movement of small droplets are difficult to capture, it hinders the understanding of wave impact regulation with atomization, it is a big challenge for conventional numerical methods. With the fast development of meshless particle method and good adaptability for simulating breaking waves, it is possible to adopt Lagrangian particle method to simulate high-speed slamming problems, and focused on the effects and some important factors when atomization occurs. This project will do further investigation of high speed impact with atomization by an improved SPH method. Through the improvement of some key techniques, such as highly efficient 3-D kernel approximation method, decoupled model of two-phase.flow, optimization of boundary conditions, reliable atomization model and surface tension model, it can achieve fine simulation results with atomization phenomenon. According to analysis and verification of different examples, the regulations and characteristics of high speed slamming problems with atomization are summarized, which can provide theoretical supports for practical applications

计及雾化现象的波浪砰击问题会比普通砰击问题更具有危害性,砰击产生的巨大压力、喷溅水流会给结构物造成破坏,威胁人员安全,影响设备使用。虽然波浪砰击问题已经开展了多年研究,但是对于存在雾化现象的高速砰击问题,因为发生雾化现象后砰击更加剧烈,气-液发生掺混程度更高,细小液滴的形成和运动过程难以捕捉,使得该问题的机理研究更加复杂。这阻碍人们对发生雾化后砰击规律的认识,对常规数值模拟方法的适应性提出了挑战。本研究项目采用改进的SPH方法来研究计及雾化效应的高速砰击问题,通过对一些核心技术的改进,例如三维的高效核近似方法,两相流高效解耦计算模型,优化的边界条件处理方法,可靠的雾化模型和表面张力模型等,能够实现雾化现象的精细模拟。通过不同实例的模拟分析和验证,总结出存在雾化现象高速砰击问题的规律和特点,为实际应用提供理论支持。

项目摘要

计及雾化现象的波浪砰击问题会比普通砰击问题更具有危害性,砰击产生的巨大压力、喷溅水流会给结构物造成破坏,威胁人员安全,影响设备使用。虽然波浪砰击问题已经开展了多年研究,但是对于存在雾化现象的高速砰击问题,因为发生雾化现象后砰击更加剧烈,气-液发生掺混程度更高,细小液滴的形成和运动过程难以捕捉,使得该问题的机理研究更加复杂。这阻碍人们对发生雾化后砰击规律的认识,对常规数值模拟方法的适应性提出了挑战。本研究项目采用改进的SPH方法来研究计及雾化效应的高速砰击问题,通过对一些核心技术的改进,例如三维的高效核近似方法,两相流高效解耦计算模型,优化的边界条件处理方法,可靠的雾化模型和表面张力模型等,能够实现雾化现象的精细模拟。通过不同实例的模拟分析和验证,总结出存在雾化现象高速砰击问题的规律和特点,为实际应用提供理论支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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