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二维水下声辐射问题的改进径向基点插值法研究
1
作者
桂强
孙磊
+2 位作者
游翔宇
柴应彬
李威
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期344-351,共8页
径向基点插值法是一种典型的无网格数值计算方法,在分析声学问题时,相比于传统有限元法能更好地抑制频散误差,且在相同的节点分布下通常可以得到更精确的数值解。本文提出一种改进的节点选取方案用于构造插值形函数,即改进径向基点插值...
径向基点插值法是一种典型的无网格数值计算方法,在分析声学问题时,相比于传统有限元法能更好地抑制频散误差,且在相同的节点分布下通常可以得到更精确的数值解。本文提出一种改进的节点选取方案用于构造插值形函数,即改进径向基点插值法。该方案采取一个简单而直接的格式,可确保在进行数值积分时同一背景积分单元中的被积函数是连续可微的,从而减小数值积分误差,得到比原始径向基点插值法更精确的数值解。同时,为了处理外声场问题,本文采用DtN映射技术将无限域截断为有界计算域,满足索默菲尔德辐射条件。数值试验表明,相比于传统有限元法和原始径向基点插值法,本文改进方法具有更高的计算精度和计算效率,在研究水下声辐射问题时具有良好的应用前景。
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关键词
径向基点插值法
水下声辐射
DtN映射
无界域
无网格技术
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职称材料
KR法铁水脱硫的流动数值模拟分析
被引量:
15
2
作者
程新德
孙江龙
+1 位作者
周家健
解德
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2015年第5期330-335,共6页
基于Fluent软件,采用VOF和DPM模型对KR脱硫搅拌槽内的流场和脱硫剂颗粒运动进行数值模拟,研究搅拌槽内的流场特性和搅拌头的转速对颗粒运动轨迹的影响。结果表明,搅拌初期槽内自由液面中心在下凹的过程中伴有上涌和回落的现象;流场稳定...
基于Fluent软件,采用VOF和DPM模型对KR脱硫搅拌槽内的流场和脱硫剂颗粒运动进行数值模拟,研究搅拌槽内的流场特性和搅拌头的转速对颗粒运动轨迹的影响。结果表明,搅拌初期槽内自由液面中心在下凹的过程中伴有上涌和回落的现象;流场稳定后,流体在壁面处形成上、下对称的两个涡流,而在搅拌头的底部容易形成死区;提高搅拌头的转速有利于提高槽内流场的轴向速度,有利于脱硫剂颗粒在槽内均匀悬浮,从而提高脱硫效果。
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关键词
铁水脱硫
KR法
搅拌流场
脱硫剂
颗粒运动
数值模拟
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职称材料
水下复合材料舵结构的声目标强度特性仿真
被引量:
4
3
作者
李耀飞
李威
+2 位作者
李骏
魏克难
尤小健
《船海工程》
北大核心
2015年第4期21-24,共4页
基于声学有限元理论,结合自动匹配吸收边界层技术,计算水下复合材料舵的声目标强度。结果表明,当声波频率较低时,复合材料舵的吸声效果并不明显,但随着频率的增高,复合材料舵的声目标强度特性明显得到改善。
关键词
声散射
目标强度
有限元
边界元
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职称材料
基于扩展单调速率算法的水下平台通信系统
4
作者
夏英凯
徐国华
+1 位作者
徐侃
曾志林
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2014年第6期119-127,共9页
针对水下平台工作环境复杂、通信实时性和可靠性要求高的特点,设计了一套分布式冗余通信系统。该通信系统以西门子PLC S7-400H和工控机为主控制器,基于波分复用技术建立了冗余的光纤传输通路;同时提出了一种新型的扩展单调速率算法,对...
针对水下平台工作环境复杂、通信实时性和可靠性要求高的特点,设计了一套分布式冗余通信系统。该通信系统以西门子PLC S7-400H和工控机为主控制器,基于波分复用技术建立了冗余的光纤传输通路;同时提出了一种新型的扩展单调速率算法,对水下平台的任务进行了优先级分配,并基于此算法进行了通信系统软件设计。经过可靠性分析和半实物仿真试验验证,该通信系统的实时性、可靠性及冗余机制符合设计要求,可以成功应用于水下平台,效果良好。
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关键词
水下平台
分布式通信系统
冗余
扩展单调速率算法
半实物仿真
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职称材料
自由液面对水下圆柱壳声振特性的影响
被引量:
1
5
作者
何伟东
缪宇跃
+1 位作者
李天匀
朱翔
《造船技术》
2018年第1期8-12,共5页
采用虚拟质量法计算水下圆柱壳的表面振速,结合半空间声学边界元法计算水下有限长圆柱壳的辐射声压,分析在不同浸没深度下辐射声压的变化。研究发现:浸深达几倍半径后,自由液面对水下圆柱壳振动的影响可以忽略,而自由液面对声压的影响...
采用虚拟质量法计算水下圆柱壳的表面振速,结合半空间声学边界元法计算水下有限长圆柱壳的辐射声压,分析在不同浸没深度下辐射声压的变化。研究发现:浸深达几倍半径后,自由液面对水下圆柱壳振动的影响可以忽略,而自由液面对声压的影响不能忽略;声压在水深方向呈现规律波动和单调衰减现象,而在水平方向存在声压衰减率转折点,其位置与浸深相关,几乎不受频率影响;转折点之后声压逐渐表现出发散式波动,波动剧烈程度与频率和浸深成正比。用声学偶极子的辐射叠加原理解释研究现象的产生机理,结果可为工程应用提供理论参考。
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关键词
圆柱壳
声辐射
自由液面
边界元法
虚拟质量法
声振特性
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职称材料
考虑重流体耦合效应的双层板-腔结构振动与声辐射分析
6
作者
李清盛
李天匀
+2 位作者
朱翔
张帅
聂睿
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2023年第5期1-7,101,共8页
考虑半空间声场内重流体的声振耦合效应,对有限大双层板-腔结构的振动与声辐射特性进行研究。采用改进傅里叶级数描述薄板位移和腔内声压,通过Rayleigh积分建立辐射板表面辐射声压和辐射板位移的关系,基于Hamilton原理,提出采用Rayleigh...
考虑半空间声场内重流体的声振耦合效应,对有限大双层板-腔结构的振动与声辐射特性进行研究。采用改进傅里叶级数描述薄板位移和腔内声压,通过Rayleigh积分建立辐射板表面辐射声压和辐射板位移的关系,基于Hamilton原理,提出采用Rayleigh-Ritz法分析耦合系统声振特性的半解析方法,并通过和有限元结果对比验证方法的收敛性和准确性。分析单位简谐力激励下,声腔厚度和腔内流体介质对双层板-腔结构声辐射特性的影响。结果表明:重流体的耦合效应使薄板(奇,奇)模态振型显著变化,声腔较薄时声辐射对声腔厚度变化较敏感。相较于腔内流体声速,腔内流体密度对声辐射有较大影响。
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关键词
振动与波
双层板
板-腔结构
声振耦合
声辐射
傅里叶里兹法
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职称材料
船用铝合金板架结构典型节点的疲劳试验研究
被引量:
2
7
作者
缪素菲
刘敬喜
+1 位作者
赵耀
李梦伟
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2020年第7期934-941,共8页
本文针对船用铝合金板架结构典型节点的疲劳性能开展了试验研究。首先采用X射线对焊缝部位进行了拍照,获得了焊缝处的微观缺陷特征;然后进行板架的极限承载能力试验,得到板架的极限载荷水平;接着采用不同载荷水平进行反复载荷作用下的...
本文针对船用铝合金板架结构典型节点的疲劳性能开展了试验研究。首先采用X射线对焊缝部位进行了拍照,获得了焊缝处的微观缺陷特征;然后进行板架的极限承载能力试验,得到板架的极限载荷水平;接着采用不同载荷水平进行反复载荷作用下的疲劳试验,获得了不同载荷水平下典型节点的疲劳寿命和破坏模式。试验结果表明:船用铝合金板架结构典型节点的疲劳寿命与测点应力呈双对数线性关系,即随着对数测点应力的增大,对数疲劳寿命呈线性下降趋势;而焊缝缺陷形式直接关系到节点的疲劳破坏模式与疲劳寿命。研究结果可为船用铝合金板架结构的承载能力评估与焊接工艺设计提供参考。
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关键词
铝合金板架
X射线
疲劳试验
破坏模式
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职称材料
流场中轻浮颗粒下拉方式数值模拟与对比分析
8
作者
刘渝丰
陈炯
+3 位作者
李蒙
孙江龙
解德
刘曾
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2019年第1期75-80,共6页
基于Fluent软件,采用VOF和DPM模型对振动混合器和叶轮搅拌器中轻浮颗粒的分散过程进行数值模拟,分析了颗粒分散效果的影响因素。结果表明,与叶轮搅拌相比,振动混合器在相同离底间隙的条件下,轻浮颗粒的下拉效果更好,消耗功率更少。
关键词
轻浮颗粒
搅拌流场
分散效果
振动混合器
叶轮搅拌器
数值模拟
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职称材料
题名
二维水下声辐射问题的改进径向基点插值法研究
1
作者
桂强
孙磊
游翔宇
柴应彬
李威
机构
华中科技大学
船舶与
海洋
工程学院
长沙理工
大学
水
利与环境工程学院
武汉理工
大学
船海与能源
动力
工程学院
华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
高新
船舶与
深海开发装备协同创新中心
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期344-351,共8页
基金
国家自然科学基金(52171336)资助项目.
文摘
径向基点插值法是一种典型的无网格数值计算方法,在分析声学问题时,相比于传统有限元法能更好地抑制频散误差,且在相同的节点分布下通常可以得到更精确的数值解。本文提出一种改进的节点选取方案用于构造插值形函数,即改进径向基点插值法。该方案采取一个简单而直接的格式,可确保在进行数值积分时同一背景积分单元中的被积函数是连续可微的,从而减小数值积分误差,得到比原始径向基点插值法更精确的数值解。同时,为了处理外声场问题,本文采用DtN映射技术将无限域截断为有界计算域,满足索默菲尔德辐射条件。数值试验表明,相比于传统有限元法和原始径向基点插值法,本文改进方法具有更高的计算精度和计算效率,在研究水下声辐射问题时具有良好的应用前景。
关键词
径向基点插值法
水下声辐射
DtN映射
无界域
无网格技术
Keywords
radial point interpolation method
underwater acoustic radiation problems
DtN mapping
infinite domain
meshless technique
分类号
O242.21 [理学—计算数学]
O302 [理学—力学]
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职称材料
题名
KR法铁水脱硫的流动数值模拟分析
被引量:
15
2
作者
程新德
孙江龙
周家健
解德
机构
华中科技大学
船舶与
海洋
工程学院
华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
高新
船舶与
深海开发装备协同创新中心
出处
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2015年第5期330-335,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51474109)
文摘
基于Fluent软件,采用VOF和DPM模型对KR脱硫搅拌槽内的流场和脱硫剂颗粒运动进行数值模拟,研究搅拌槽内的流场特性和搅拌头的转速对颗粒运动轨迹的影响。结果表明,搅拌初期槽内自由液面中心在下凹的过程中伴有上涌和回落的现象;流场稳定后,流体在壁面处形成上、下对称的两个涡流,而在搅拌头的底部容易形成死区;提高搅拌头的转速有利于提高槽内流场的轴向速度,有利于脱硫剂颗粒在槽内均匀悬浮,从而提高脱硫效果。
关键词
铁水脱硫
KR法
搅拌流场
脱硫剂
颗粒运动
数值模拟
Keywords
hot metal desulfurization
KR method
mixing flow field
desulfurizer
particle movement
numerical simulation
分类号
TF704.3 [冶金工程—钢铁冶金]
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职称材料
题名
水下复合材料舵结构的声目标强度特性仿真
被引量:
4
3
作者
李耀飞
李威
李骏
魏克难
尤小健
机构
华中科技大学
船舶与
海洋
工程学院
华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
武汉第二
船舶
设计研究所
出处
《船海工程》
北大核心
2015年第4期21-24,共4页
基金
国家自然科学基金(40706019)
中央高校基本业务费资助(2013QN109)
文摘
基于声学有限元理论,结合自动匹配吸收边界层技术,计算水下复合材料舵的声目标强度。结果表明,当声波频率较低时,复合材料舵的吸声效果并不明显,但随着频率的增高,复合材料舵的声目标强度特性明显得到改善。
关键词
声散射
目标强度
有限元
边界元
Keywords
acoustic scattering
target strength
finite element method
boundary element method
分类号
U661.43 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
基于扩展单调速率算法的水下平台通信系统
4
作者
夏英凯
徐国华
徐侃
曾志林
机构
华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2014年第6期119-127,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51079061)
文摘
针对水下平台工作环境复杂、通信实时性和可靠性要求高的特点,设计了一套分布式冗余通信系统。该通信系统以西门子PLC S7-400H和工控机为主控制器,基于波分复用技术建立了冗余的光纤传输通路;同时提出了一种新型的扩展单调速率算法,对水下平台的任务进行了优先级分配,并基于此算法进行了通信系统软件设计。经过可靠性分析和半实物仿真试验验证,该通信系统的实时性、可靠性及冗余机制符合设计要求,可以成功应用于水下平台,效果良好。
关键词
水下平台
分布式通信系统
冗余
扩展单调速率算法
半实物仿真
Keywords
underwater platform
distributed communication system
redundancy
ERM algorithm
semi-physical simulation
分类号
TB565 [交通运输工程—水声工程]
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职称材料
题名
自由液面对水下圆柱壳声振特性的影响
被引量:
1
5
作者
何伟东
缪宇跃
李天匀
朱翔
机构
华中科技大学
船舶与
海洋
工程学院
华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
中国舰船研究设计中心
上海交通
大学
高新
船舶与
深海开发装备协同创新中心
出处
《造船技术》
2018年第1期8-12,共5页
基金
国家自然科学基金(编号:51579109
51379083
51479079)
文摘
采用虚拟质量法计算水下圆柱壳的表面振速,结合半空间声学边界元法计算水下有限长圆柱壳的辐射声压,分析在不同浸没深度下辐射声压的变化。研究发现:浸深达几倍半径后,自由液面对水下圆柱壳振动的影响可以忽略,而自由液面对声压的影响不能忽略;声压在水深方向呈现规律波动和单调衰减现象,而在水平方向存在声压衰减率转折点,其位置与浸深相关,几乎不受频率影响;转折点之后声压逐渐表现出发散式波动,波动剧烈程度与频率和浸深成正比。用声学偶极子的辐射叠加原理解释研究现象的产生机理,结果可为工程应用提供理论参考。
关键词
圆柱壳
声辐射
自由液面
边界元法
虚拟质量法
声振特性
Keywords
cylindrical shelll sound radiation
free surface
boundary element methodlvirtual mass method
acoustic and viberation characteristic
分类号
U661 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
考虑重流体耦合效应的双层板-腔结构振动与声辐射分析
6
作者
李清盛
李天匀
朱翔
张帅
聂睿
机构
华中科技大学
船舶与
海洋
工程学院
上海交通
大学
高新
船舶与
深海开发装备协同创新中心
华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2023年第5期1-7,101,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51839005,51879113)。
文摘
考虑半空间声场内重流体的声振耦合效应,对有限大双层板-腔结构的振动与声辐射特性进行研究。采用改进傅里叶级数描述薄板位移和腔内声压,通过Rayleigh积分建立辐射板表面辐射声压和辐射板位移的关系,基于Hamilton原理,提出采用Rayleigh-Ritz法分析耦合系统声振特性的半解析方法,并通过和有限元结果对比验证方法的收敛性和准确性。分析单位简谐力激励下,声腔厚度和腔内流体介质对双层板-腔结构声辐射特性的影响。结果表明:重流体的耦合效应使薄板(奇,奇)模态振型显著变化,声腔较薄时声辐射对声腔厚度变化较敏感。相较于腔内流体声速,腔内流体密度对声辐射有较大影响。
关键词
振动与波
双层板
板-腔结构
声振耦合
声辐射
傅里叶里兹法
Keywords
vibration and wave
double-panel
panel-cavity structure
vibro-acoustic coupling
sound radiation
Fourier-Ritz method
分类号
TB532 [理学—声学]
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职称材料
题名
船用铝合金板架结构典型节点的疲劳试验研究
被引量:
2
7
作者
缪素菲
刘敬喜
赵耀
李梦伟
机构
华中科技大学
船舶与
海洋
工程学院
华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
高新
船舶与
深海开发装备协同创新中心
出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2020年第7期934-941,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51579110)。
文摘
本文针对船用铝合金板架结构典型节点的疲劳性能开展了试验研究。首先采用X射线对焊缝部位进行了拍照,获得了焊缝处的微观缺陷特征;然后进行板架的极限承载能力试验,得到板架的极限载荷水平;接着采用不同载荷水平进行反复载荷作用下的疲劳试验,获得了不同载荷水平下典型节点的疲劳寿命和破坏模式。试验结果表明:船用铝合金板架结构典型节点的疲劳寿命与测点应力呈双对数线性关系,即随着对数测点应力的增大,对数疲劳寿命呈线性下降趋势;而焊缝缺陷形式直接关系到节点的疲劳破坏模式与疲劳寿命。研究结果可为船用铝合金板架结构的承载能力评估与焊接工艺设计提供参考。
关键词
铝合金板架
X射线
疲劳试验
破坏模式
Keywords
aluminium alloy plate
X-ray
fatigue test
failure mode
分类号
U661.4 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
流场中轻浮颗粒下拉方式数值模拟与对比分析
8
作者
刘渝丰
陈炯
李蒙
孙江龙
解德
刘曾
机构
华中科技大学
船舶与
海洋
工程学院
九江职业技术学院
船舶与
海洋
工程技术研究所
高新
船舶与
深海开发装备协同创新中心
华中科技大学船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
出处
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2019年第1期75-80,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51474109)
文摘
基于Fluent软件,采用VOF和DPM模型对振动混合器和叶轮搅拌器中轻浮颗粒的分散过程进行数值模拟,分析了颗粒分散效果的影响因素。结果表明,与叶轮搅拌相比,振动混合器在相同离底间隙的条件下,轻浮颗粒的下拉效果更好,消耗功率更少。
关键词
轻浮颗粒
搅拌流场
分散效果
振动混合器
叶轮搅拌器
数值模拟
Keywords
light-floating particle
mixing flow field
dispersion effect
vibratory mixer
impeller agitator
numerical simulation
分类号
TH6 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
二维水下声辐射问题的改进径向基点插值法研究
桂强
孙磊
游翔宇
柴应彬
李威
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
KR法铁水脱硫的流动数值模拟分析
程新德
孙江龙
周家健
解德
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2015
15
下载PDF
职称材料
3
水下复合材料舵结构的声目标强度特性仿真
李耀飞
李威
李骏
魏克难
尤小健
《船海工程》
北大核心
2015
4
下载PDF
职称材料
4
基于扩展单调速率算法的水下平台通信系统
夏英凯
徐国华
徐侃
曾志林
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2014
0
下载PDF
职称材料
5
自由液面对水下圆柱壳声振特性的影响
何伟东
缪宇跃
李天匀
朱翔
《造船技术》
2018
1
下载PDF
职称材料
6
考虑重流体耦合效应的双层板-腔结构振动与声辐射分析
李清盛
李天匀
朱翔
张帅
聂睿
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
7
船用铝合金板架结构典型节点的疲劳试验研究
缪素菲
刘敬喜
赵耀
李梦伟
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
8
流场中轻浮颗粒下拉方式数值模拟与对比分析
刘渝丰
陈炯
李蒙
孙江龙
解德
刘曾
《武汉科技大学学报》
CAS
北大核心
2019
0
下载PDF
职称材料
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