刚性尖拱体垂直姿态高速入水冲击理论建模与仿真.pdf

刚性 尖拱体垂直姿态高速入水冲击理论建模与仿真 王永虎 ，石秀华 ，傅妍芳，赵军荣，李文哲 (西北工业大学 ，陕西 西安 710072) 摘 要：首先对刚性 圆锥体以垂直姿态高速入水这个特殊情况进行理论分析，引入 Shiffman的圆锥 体流体附加质量，进行相应的简化处理，在理论上 ，采用动量定理方法分析其单频次高速入水冲击现 象；然 后重点分析刚性a／尖拱体垂直高速入水冲击问题 ，引进与液面隆起有关的沾湿因子以及采用等效液面 代替水平 自由液面，通过 Baldwin等效锥方法进行理论建模 ，以充分贴合 实际的入水冲击现象；最后给 出 不同初始状态入水冲击的仿真与分析，特别是讨论 了液面隆起对 a／尖拱体垂直入水冲击的影响。 关键词 ：尖拱体 ；高速 ；垂直入水；液面隆起 ；仿真 中图分类号：TJ631 文献标志码 ：A 随着现代军事和民用航空航海领域 的发展 ，入 关键的作用 ，特别是对入水冲击初期瞬态 (毫秒级) 水冲击问题的研究得到越来越多的重视。水上飞机 产生的冲击载荷峰进行预报 ，这就要求冲击体具有 和宇宙飞船的降落着水 ，空投鱼雷等细长体 的单频 承受很高撞水压力的性能。而入水冲击无论是在理 次入水冲击 (water-entryimpact)以及船舶在风浪 论研究 、试验研究还是数值计算方法研究方面都具 中的周期性砰击 (slamming)和海上救生艇的抛落 有一定难度 ，国内外在基于 vonKdrmdn和 Wagner 等过程 ，会激起周 围流体介质的运动 ，反过来流体介 理论方法和数值分析方面 已做 了大量 的研 究工 质对结构又施加各种反作用力 ，这种瞬态冲击作用 作 口]。1929年 vonKdrmdnl2提出附加质量概念并 产生巨大能量 ，在短时间迅速传递到冲击体 的构件 应用动量守恒定理求解刚性楔形体垂直撞击水面受 和部件上 ，结果是所产生的位移 、速度和加速度的突 到 的冲击载荷 ，1932年 Wagner_3将 vonKdrmdn 然变化会造成结构损坏、器件失灵 、忽扑和弹道失控 方法理论化 ，考虑到冲击时液面隆起和飞溅区厚度 ， 等问题 ，故研究涉及到多学科 的入水冲击问题有着 提出了小斜升角模 型的近似平板理论 ，运用伯努利 很现实的工程应用背景。 方程 ，导出冲击压力在结构沾湿面的分布状况，成为 入水冲击问题的研究对入水结构强度设计起 到 现今理论研究的基础 。 问题进行提炼 、分析 ，构建了陕西军工企业市场适应 2004 ，57 ：495 506． 性评价指标体系，分析了军工企业能力绩效和市场 [4]ChakravarthyBS．Adaptation：apromisingmetaphorfor strategicmanagementEJ]．AcadManageRev，1992，7(1)：35～ 适应性的关系，并对指标进行 了详细诠释及采用主 44． 成份分析法对模型进行演示 。 E5]杜人淮．国防工业市场化改革 的路径选择 [J]．南京政治 课题下一步的任务是通过实证进行研究 ，重点 学院学报 ，2005(2)：58—61． 调研具有代表性的军工企业 ，结合实证分析，希望进 [6]刘书庆．开发类科研院所企业化转制战略定位研究 [J]． 一 步来完善指标体系 ，并对模型进行修正 ，促进陕话 科研管理 ，2005(9)：47—55．