半球头体多孔逆向射流的减阻性能

采用基于shear stress transfer(SST)k-ω双方程湍流模型的数值方法研究了等面积多孔逆向射流对超声速来流条件下半球头体减阻性能的影响。基于等射流面积设计原则,在半球头体驻点附近进行多孔逆向射流喷注,通过改变射流总压比、射流孔数量,分析各变量对减阻性能的影响,并探讨多孔逆向射流间的相互影响。仿真发现:逆向射流能有效减小半球头体受到的阻力,随着总压比的增大,多孔逆向射流回流区增大,射流减阻性能提高;随着射流孔数的增多,射流减阻性能先提高再降低。在研究范围中,双孔逆向射流取得最优的减阻效果,其减阻比高达29%,双孔逆向射流间的相互影响是其取得良好减阻性能的关键。多孔逆向射流展现了取得优良减阻性能的可能性。

受半球头弹体冲击的弯管失效有限元模拟

利用Ansys/LS-DYNA建立内部受半球头弹体横向冲击的弯管模型,采用Cowper-Symonds模型模拟材料关系,采用破裂应变失效准则定义失效破坏。分析弯管的穿透破坏模式,研究弯管外径D o、弯管厚径比t/D o、弯管曲径比R/D o、弹体直径与弯管直径比D m/D o、弹体长度与弯管直径比l m/D o与弯管临界破裂动能E r的关系。研究表明:半球头弹体冲击弯管存在两种穿透破坏模式——花瓣型破坏和拉伸型破坏。花瓣型破坏是管壁环向和径向应力主导的沿轴向和径向的同时撕裂;拉伸型破坏是弹体沿管壁滑移引起的管壁拉伸破坏。弯管D o对E r几乎无影响;E r随t/D o、R/D o、D m/D o和l m/D o增大而增大。

受内部冲击弯管的破裂失效研究

受冲击管道的破裂失效研究对压力管道的设计和防护有着重要意义。考虑大变形及应变率对冲击处的影响,基于随动塑性Cowper-Symonds模型,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件结合自主开发的APDL语言建立了内部受半球头弹体横向冲击弯管的模型。分析了受冲击弯管的失效模式及破裂时位移、应变时程曲线,研究了不同厚径比和曲径比下弯管临界破裂动能的变化趋势。结果表明,临界破裂动能随厚径比和曲径比的增加而增加,且厚管破裂时间小于薄管。