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SPHS信号激励下的频域建模方法推广及MATLAB仿真 被引量：2
1
作者 文超斌 李世平 +1 位作者 刘如峰 宋兵 《计量与测试技术》 2009年第11期46-47,49,共3页
传统的多谐差相信号(SPHS)进行系统频域建模的方法都针对于某一特殊阶次的传递函数进行,致使这种建模方法应用不方便,本文利用矩阵分析建模的原理将这种方法推广至任意阶次传递函数,并且就MATLAB编程的具体实现给以阐述,最后以特例给出... 传统的多谐差相信号(SPHS)进行系统频域建模的方法都针对于某一特殊阶次的传递函数进行,致使这种建模方法应用不方便,本文利用矩阵分析建模的原理将这种方法推广至任意阶次传递函数,并且就MATLAB编程的具体实现给以阐述,最后以特例给出了参数辨识的结果。 展开更多
关键词 sphs 多谐差相信号 频域建模 参数辨识
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2.5D-C/SiC复合材料螺旋铣孔去除机理及表面质量研究
2
作者 周云光 逯一泽 +4 位作者 邹忌 刘记 马廉洁 李明 巩亚东 《机械工程学报》 北大核心 2025年第17期343-359,共17页
纤维增强陶瓷基复合材料具有出色的强度、刚度、耐腐蚀性、耐高温性和低密度等特性,能在多种恶劣环境下保持稳定的性能,螺旋铣削工艺孔加工还面临着去除机理不清、制孔质量差等问题。为了探究2.5D-C_(f)/Si C复合材料螺旋铣孔时的去除... 纤维增强陶瓷基复合材料具有出色的强度、刚度、耐腐蚀性、耐高温性和低密度等特性,能在多种恶劣环境下保持稳定的性能,螺旋铣削工艺孔加工还面临着去除机理不清、制孔质量差等问题。为了探究2.5D-C_(f)/Si C复合材料螺旋铣孔时的去除机理、损伤机理及表面质量影响规律,首先通过光滑粒子流体动力学(SPH)仿真模拟和螺旋铣孔试验分析了切削刃和2.5D-C_(f)/SiC复合材料纤维呈不同角度时的去除机理;然后通过试验揭示了2.5D-C_(f)/SiC复合材料制孔出入口损伤机理;最后通过单因素试验分析了螺旋铣削工艺参数对孔壁表面质量的影响规律。结果表明:2.5D-C_(f)/SiC复合材料在螺旋铣削过程中,碳化硅基体主要发生脆性破碎且有裂纹产生,以碎屑方式去除;0°方向纤维存在纤维断裂、纤维磨损、纤维拔除损伤,45°方向纤维产生纤维断裂和纤维露头现象,90°方向纤维有纤维断裂、纤维拔除现象产生,135°方向纤维存在纤维拔除、纤维断裂和露头现象,针刺方向纤维与0°方向纤维损伤类似;界面相区域产生界面脱粘失效;孔出入口损伤以毛刺和崩边损伤为主;表面质量随着主轴转速的提高而改善,随着螺距和公转转速的增加而变差。当主轴转速由1 000 r/min提高到4 000 r/min后,孔壁表面粗糙度降低了23.76%,当螺距从0.1 mm增加到0.4 mm时,孔壁表面粗糙度提高了38.69%,当公转转速从5 r/min增加到20 r/min时,孔壁表面粗糙度增加了8.1%。本研究为螺旋铣削2.5D-C_(f)/SiC复合材料高质量制孔加工提供了重要参考。 展开更多
关键词 螺旋铣削 材料去除机理 制孔表面质量 SPH仿真 2.5D-Cf/SiC
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非平整礁坪地形对类海啸波岛礁水动力特性影响的数值模拟
3
作者 王超 屈科 +2 位作者 王旭 门佳 陈佳莹 《海洋科学进展》 北大核心 2025年第4期775-786,共12页
广泛分布于热带和亚热带海域的珊瑚礁一般具有非平整的礁坪地形,礁坪地形的变化会显著影响入射波浪在岛礁上的传播演变特性,相关的研究工作鲜有报道。本文基于光滑粒子(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法构建了高分辨率的数值... 广泛分布于热带和亚热带海域的珊瑚礁一般具有非平整的礁坪地形,礁坪地形的变化会显著影响入射波浪在岛礁上的传播演变特性,相关的研究工作鲜有报道。本文基于光滑粒子(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法构建了高分辨率的数值波浪水槽,针对非平整礁坪地形对类海啸波岛礁水动力特性的影响开展了一系列数值计算,系统分析了入射波高、礁坪水深、礁坪地形变化位置、礁坪地形变化高度以及礁缘坡度等因素的影响。数值计算结果表明:SPH方法可以准确模拟类海啸波在非平整礁坪地形上的传播演变过程,礁坪地形高程的增加会显著增强入射波的反射强度;随着入射波高的增大,反射系数也逐渐增大;礁坪水深的增加会逐渐降低入射波的破碎强度、削弱底部摩阻的作用,沿程波高和透射系数逐渐增加;礁坪地形高程增加位置及大小会显著影响入射波的破碎位置和强度;礁缘坡度的变化对非平整礁坪地形条件下类海啸波的传播演变特性影响不显著。 展开更多
关键词 类海啸波 SPH方法 非平整礁坪 地形变化 波浪破碎
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基于SPH-DEM并行计算的滑坡涌浪模拟
4
作者 唐岳灏 姜清辉 《人民长江》 北大核心 2025年第5期136-142,共7页
为解决滑坡体与水体的强耦合及非线性水波演化形成的复杂流-固耦合问题,采用光滑粒子流方法(SPH)模拟水体动力学特性,通过离散元方法(DEM)模拟滑坡体大变形与不连续问题,构建了SPH-DEM流-固耦合算法,并开发了基于分布式MPI的并行计算程... 为解决滑坡体与水体的强耦合及非线性水波演化形成的复杂流-固耦合问题,采用光滑粒子流方法(SPH)模拟水体动力学特性,通过离散元方法(DEM)模拟滑坡体大变形与不连续问题,构建了SPH-DEM流-固耦合算法,并开发了基于分布式MPI的并行计算程序,实现了SPH-DEM耦合过程的大规模高性能计算。将该程序应用于湖北省江坪河水库白日垭崩塌体滑坡模拟,再现了滑坡发展、涌浪形成、河道传播、冲击大坝的灾害链过程。结果显示:涌浪在坝前最大壅高474.00 m,低于坝高476.00 m,此程序在进程数量128时取得了超过70%的并行加速效率。研究成果能有效分析滑坡涌浪灾害动力学过程,开发的并行程序可为其他国产同类软件提供借鉴。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 流-固耦合 离散元(DEM) 光滑粒子流(SPH) 白日垭崩塌体 江坪河水库
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基于改进SPH数值方法的强透水性砂层中流砂现象研究
5
作者 吴丽萍 陈弢锋 《科学技术创新》 2025年第9期21-24,共4页
在深基坑支护施工过程中,饱和动态含水砂层松散,黏聚力小,自稳能力很差,极易发生流砂引发土体空腔造成塌方,由于砂土颗粒组成的复杂性,其力学特性十分复杂,因此提出了一种基于平滑粒子流体力学(SPH)与卷积神经网络(CNN)相结合的数值模... 在深基坑支护施工过程中,饱和动态含水砂层松散,黏聚力小,自稳能力很差,极易发生流砂引发土体空腔造成塌方,由于砂土颗粒组成的复杂性,其力学特性十分复杂,因此提出了一种基于平滑粒子流体力学(SPH)与卷积神经网络(CNN)相结合的数值模拟方法,为研究流砂现象提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 砂层 神经网络 SPH 桩 数值模拟
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钨合金弹丸侵彻钢靶的数值模拟方法 被引量：1
6
作者 位国旭 崔浩 +2 位作者 周昊 杨贵涛 郭锐 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第8期157-173,共17页
为了更好地量化表征钨合金弹丸侵彻靶板过程,分别采用FEM(finite element method)、SPG(smoothed particle Galerkin)、SPH(smoothed particle hydrodynamics)、FE-SPH(finite element-smoothed particle hydrodynamics)自适应数值模拟... 为了更好地量化表征钨合金弹丸侵彻靶板过程,分别采用FEM(finite element method)、SPG(smoothed particle Galerkin)、SPH(smoothed particle hydrodynamics)、FE-SPH(finite element-smoothed particle hydrodynamics)自适应数值模拟方法,对钨合金弹丸侵彻Q235A钢靶开展了数值模拟计算,对比了4种数值模拟方法在描述弹丸侵彻穿靶后,弹丸剩余速度、靶板穿孔孔径以及弹丸穿靶后二次破片生成及其分布方面的优势和不足。结果表明:在描述弹丸剩余速度方面,由于FEM方法在处理材料失效问题时是基于单元侵蚀算法,因此FEM方法以及FE-SPH自适应方法严格依赖于失效准则以及失效参数的选择,而SPG方法在键失效模式下无需调整失效参数就可以得到相对准确的结果;在描述靶板穿孔孔径上,FEM以及FE-SPH自适应方法具有精确的物质边界,可以精确刻画穿孔形貌特征,但不同失效准则下的靶板穿孔直径相差较大;SPG方法对失效参数不敏感,可以准确预测靶板的穿孔直径;在弹丸穿靶后二次破片的生成及其分布方面,FE-SPH自适应以及SPH方法均能对二次破片进行表征,FE-SPH自适应方法可以直接获取大质量破片信息,但比SPH方法的求解效率低。 展开更多
关键词 有限元方法 SPG SPH 二次破片 侵彻
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错位药型罩压垮过程及旋转补偿能力研究
7
作者 王宁 付建平 +4 位作者 任凯 陈晨 刘帅 苗春壮 陈智刚 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第8期118-125,共8页
为了探究影响错位药型罩旋转补偿能力的因素,利用数值模拟方法对药型罩的压垮过程进行研究。分析了错位药型罩扇块对应圆周角、扇块偏转角、扇块过渡区长度对射流转速的影响,对比了普通截锥罩和错位药型罩在战斗部转速为60000 r/min时侵... 为了探究影响错位药型罩旋转补偿能力的因素,利用数值模拟方法对药型罩的压垮过程进行研究。分析了错位药型罩扇块对应圆周角、扇块偏转角、扇块过渡区长度对射流转速的影响,对比了普通截锥罩和错位药型罩在战斗部转速为60000 r/min时侵彻45#钢的极限穿深。结果表明:随着圆周角、扇块偏转角的增加,聚能射流角速度逐渐提高,但射流稳定性有所下降;扇块过渡区长度过大会降低射流角速度;采用错位药型罩的聚能装药可有效对弹丸自转进行补偿,较普通药型罩的聚能装药极限穿深提高28.5%。研究结论可为错位药型罩设计提供理论指导。 展开更多
关键词 聚能射流 错位药型罩 旋转补偿 数值模拟 SPH方法
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含铀材料侵彻装甲板FEM/SPH耦合算法模拟研究
8
作者 陈佳辰 苏自强 +2 位作者 康晶 廉冰 王彦 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第6期910-914,共5页
含铀材料侵彻装甲板的过程是一个大变形冲击动力学问题。含铀材料侵彻装甲板后不仅会对水源和土壤造成污染,还会对人体造成持久的伤害。因此,需要关注含铀材料侵彻装甲板后气溶胶的释放和沉降问题。本文基于LS-DYNA软件,使用FEM/SPH耦... 含铀材料侵彻装甲板的过程是一个大变形冲击动力学问题。含铀材料侵彻装甲板后不仅会对水源和土壤造成污染,还会对人体造成持久的伤害。因此,需要关注含铀材料侵彻装甲板后气溶胶的释放和沉降问题。本文基于LS-DYNA软件,使用FEM/SPH耦合算法对含铀材料侵彻装甲板的过程进行数值模拟,讨论了含铀材料与装甲板相互作用机制以及变形失效行为;对FEM/SPH耦合算法和FEM方法的模拟结果进行比较,分析两种方法在高速碰撞问题中的优缺点。结果表明,与FEM方法相比,FEM/SPH耦合算法能形象地模拟出高速侵彻过程中材料的破坏、飞溅等现象,此外,获取了含铀材料侵彻装甲板过程中的气溶胶转化率。 展开更多
关键词 LS-DYNA FEM/SPH耦合算法 FEM方法
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基于改进SPH方法的滑坡涌浪对大坝结构冲击响应规律 被引量：5
9
作者 黄帅 王中根 +1 位作者 李昱 冯宇翔 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期120-131,共12页
合理的模拟方法对滑坡涌浪灾害应急决策的制定至关重要,本文提出一种基于改进光滑粒子流体动力学方法(SPH)的流固耦合分析模型。该模型采用弹簧–阻尼的形式处理伸缩变形体的流固耦合计算,有效地解决了复杂流体现象与大变形体的耦合及... 合理的模拟方法对滑坡涌浪灾害应急决策的制定至关重要,本文提出一种基于改进光滑粒子流体动力学方法(SPH)的流固耦合分析模型。该模型采用弹簧–阻尼的形式处理伸缩变形体的流固耦合计算,有效地解决了复杂流体现象与大变形体的耦合及粒子相互穿透的问题,从而分析滑坡涌浪对大坝结构冲击响应规律。结果表明:当滑坡产生的涌浪波到达大坝结构时,坝体不仅受到孤立波的影响,还会受到破碎波前段波和破碎波段波的影响,破碎波前段波对大坝稳定性的影响尤其显著,其影响力为孤立波的10~12倍;随着滑坡与大坝距离的增加,在一定距离范围内滑坡涌浪对大坝结构稳定性的影响显著,同时涌浪冲击角度的增加会导致作用于大坝的波压下降,冲击角度在0~30°时波压最大,超过30°时其影响力开始减小;改进SPH方法的计算结果与试验结果一致性较好,能够很好地再现滑坡—崩塌破碎—涌浪—大坝结构大变形的整个灾害链过程,不仅能模拟大坝在冲击波下的大变形行为,也能模拟大坝动态响应的衰减行为。研究结果为大坝结构设计、施工及灾害应急防控提供了重要的参考价值。 展开更多
关键词 大坝 SPH方法 弹簧–阻尼模型 滑坡涌浪 冲击响应
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基于CEL与SPH对比分析的深海采矿车履带转向特性研究
10
作者 蒋志豪 吕海宁 +3 位作者 杨建民 孙鹏飞 夏茂臻 毛竞航 《海洋工程》 北大核心 2025年第4期11-23,共13页
目前,大变形有限元方法被广泛应用于履带式深海采矿车直行过程中的履带-土体相互作用研究,而被应用于转向运动的相关研究并不充分。基于两种适用于大变形分析的数值方法——耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法与光滑粒子流体动力学(SPH)方法进... 目前,大变形有限元方法被广泛应用于履带式深海采矿车直行过程中的履带-土体相互作用研究,而被应用于转向运动的相关研究并不充分。基于两种适用于大变形分析的数值方法——耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法与光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行对比分析,研究履带式深海采矿车在海底土转向运动中的动力学特性。首先基于海底土的物理力学特性建立弹塑性力学表征的土体数值模型,并进行了土力学直剪试验的数值模拟,验证了土体数值模型的准确性。接着采用CEL与SPH方法开展了不同履齿高度、履齿形状和履带长宽比对于履带板转向牵引性能的分析,并对比了两种大变形有限元方法的结果差异。进一步,通过开展不同转向速度、履带俯仰角度以及流体作用对转向牵引性能的影响研究,得到了转向运动中流场、履带以及海底稀软底质的“流-固-土”三相耦合力学响应特性,为研究深海采矿车转向时的土体牵引性能提供了参考,并为深海采矿车海底行进的高效安全设计积累经验。 展开更多
关键词 履带式深海采矿车 转向运动 CEL数值方法 SPH数值方法 履带-土体相互作用
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基于SPH方法的土质滑坡运动距离预测
11
作者 涂聪 冯君 +2 位作者 涂正楠 王瑞兴 钟卫 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第2期89-98,共10页
依山而建的西南山区村寨常常面临小型土质滑坡的威胁。为研究小型土质滑坡的致灾范围以及不同地形因子对致灾范围的影响,文中以四川小金县某不稳定边坡为基础,建立了概化模型并根据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,... 依山而建的西南山区村寨常常面临小型土质滑坡的威胁。为研究小型土质滑坡的致灾范围以及不同地形因子对致灾范围的影响,文中以四川小金县某不稳定边坡为基础,建立了概化模型并根据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法模拟土质滑坡发生的全过程。此次研究通过控制变量法分别研究了摩擦系数f、坡宽D、基岩高度H、基岩坡脚β和土坡坡脚α等地形参数对滑坡致灾范围的影响,最后通过建立多元线性回归模型对土质滑坡的致灾范围进行预测。研究结果表明:致灾范围的最大水平距离L和覆盖面积S均与基岩坡角β、基岩高度H、土坡坡脚α呈正相关关系,与摩擦系数f呈负相关关系,但最大水平距离受坡宽D的影响较小,覆盖面积与坡宽D正相关。最后通过31个坡脚型滑坡实例验证了预测模型的准确性与可行性,研究成果对于西南山区村寨滑坡灾害评估具有参考价值。 展开更多
关键词 土质滑坡 致灾范围 地形因子 数值模拟 SPH
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基于统一半解析边界的ISPH流固耦合模拟
12
作者 阮剑武 王莉华 周跃亭 《计算力学学报》 北大核心 2025年第4期564-571,共8页
采用基于统一半解析边界处理的不可压缩SPH方法对流固耦合问题进行数值模拟.为了解决传统ISPH方法在模拟剧烈流体冲击的问题容易发生的粒子穿透问题,通过自由面压力修正方法提高了SPH方法中自由面粒子与边界之间的排斥力,缓解了粒子穿... 采用基于统一半解析边界处理的不可压缩SPH方法对流固耦合问题进行数值模拟.为了解决传统ISPH方法在模拟剧烈流体冲击的问题容易发生的粒子穿透问题,通过自由面压力修正方法提高了SPH方法中自由面粒子与边界之间的排斥力,缓解了粒子穿透问题.结合防穿透算法,自由面的稳定性可得到进一步改善.三个刚体入水问题的数值模拟验证了本文改进的ISPH方法在流固耦合问题中具有较好的精度. 展开更多
关键词 不可压缩流 SPH 流固耦合 边界条件 自由表面流
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基于RMC的角度离散群常数制作与SPH方法研究
13
作者 李耀东 余纲林 王侃 《核动力工程》 北大核心 2025年第S1期269-275,共7页
蒙特卡罗方法使用连续能量截面且具有灵活的几何处理能力。本文提出了一种散射角离散的蒙特卡罗群常数计算方法,并使用棒状燃料组件进行群常数计算与验证。本文首先基于堆用蒙卡程序(RMC)加工基于组件或栅元的角度离散多群常数库,然后... 蒙特卡罗方法使用连续能量截面且具有灵活的几何处理能力。本文提出了一种散射角离散的蒙特卡罗群常数计算方法,并使用棒状燃料组件进行群常数计算与验证。本文首先基于堆用蒙卡程序(RMC)加工基于组件或栅元的角度离散多群常数库,然后利用群常数库进行全堆输运计算。在多群常数库加工环节,基于中子历史跟踪中子碰撞行为,可以准确表达中子的各向异性散射,并且基于全堆真实条件加工群常数库,理论上在输运过程没有近似。在等效均匀化方面,采用改进的超级均匀化(SPH)方法。研究表明,与传统的勒让德散射矩阵比较,本文提出的方法避免了负截面的产生;与连续能量蒙卡结果比较,组件计算结果小于70pcm(1pcm=10-5)。采用全堆真实条件加工群常数更加准确,几何描述灵活,普适性好。 展开更多
关键词 蒙卡程序(RMC) 群常数 角度离散 超级均匀化(SPH)
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GPU邻居搜索法在风沙流SPH算法中的应用
14
作者 周鹏 金阿芳 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第3期221-226,267,共7页
为了解决风沙流(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)算法因粒子数目增多导致计算效率低的问题,将GPU并行计算应用在风沙流SPH算法中。分析SPH算法适合并行计算的原因,并以单元链表(Cell-Linked List,CLL)法的邻居搜索法为基础,建立SP... 为了解决风沙流(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)算法因粒子数目增多导致计算效率低的问题,将GPU并行计算应用在风沙流SPH算法中。分析SPH算法适合并行计算的原因,并以单元链表(Cell-Linked List,CLL)法的邻居搜索法为基础,建立SPH风沙流的并行计算模型;通过计算模型进行验证对坡面风场进行分析,得到沙粒水平速度沿高度变化规律和沙粒空间分布变化;对比不同粒子数目下四种风沙流SPH算法的计算效率,结果证明该算法可以提高计算效率。 展开更多
关键词 SPH算法 风沙流 并行计算 CUDA
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预折纹填充乳化液式吸能构件研究
15
作者 王书文 张万久 +1 位作者 金峰 张建卓 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期120-126,共7页
预折纹式吸能构件当前应用范围较广,但其存在载荷波动较大的问题,且在瞬间压溃过程中会伴随着火花的出现,不利于井下的安全生产。针对此问题,这里提出了预折纹填充乳化液式吸能构件,为满足实际应用,对吸能构件的结构进行改进,并通过SPH... 预折纹式吸能构件当前应用范围较广,但其存在载荷波动较大的问题,且在瞬间压溃过程中会伴随着火花的出现,不利于井下的安全生产。针对此问题,这里提出了预折纹填充乳化液式吸能构件,为满足实际应用,对吸能构件的结构进行改进,并通过SPH粒子法对吸能构件的防冲吸能特性进行数值模拟研究,采用正交实验确定吸能构件的最佳结构参数。研究结果表明:吸能盒壁厚9mm,吸能盒出液口直径60mm,压头出液口高度20mm的吸能构件吸能效果最佳,相对于原结构的吸能构件平均载荷提升了41.97%,载荷波动系数降低12.65%,比吸能大小也有一定的提升,因此预折纹填充乳化液式吸能构件的吸能效果要优于原吸能构件,且预折纹填充乳化液式吸能构件在压溃过程中,火花的产生将会消除或减少,更适用于巷道防冲支架中。 展开更多
关键词 冲击地压 吸能构件 流固耦合 SPH粒子
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岛礁地形下浮式结构动力响应分析
16
作者 高艳丽 黄林茜 +2 位作者 涂佳黄 王贯宇 黄小凡 《船舶力学》 北大核心 2025年第3期363-373,共11页
基于Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)数值模拟方法,本文对在近岸岛礁地形下不同类型波浪传播演化过程的变化情况与系缆式浮式结构动力响应情况进行分析。研究结果表明:当在岛礁前放置系缆式浮体结构时,浮式结构对非规则波的波高... 基于Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)数值模拟方法,本文对在近岸岛礁地形下不同类型波浪传播演化过程的变化情况与系缆式浮式结构动力响应情况进行分析。研究结果表明:当在岛礁前放置系缆式浮体结构时,浮式结构对非规则波的波高衰减效果会优于规则波,且波高的变化对浮式结构波高衰减效果影响不大;波浪周期的变化对浮式结构的消浪效果影响较大,而浮式结构对长周期波浪的波高衰减效果较差;不同规则波波高工况下,浮式结构的最大垂向位移、最大纵摇角度以及最大横荡值随波高的增大均呈现上升的趋势,其中最大纵摇角度对波高变化最为敏感,最大垂向位移最不敏感;不同波周期工况下,浮式结构的最大垂向位移与最大横荡值都随波周期的增大而增大,而最大纵摇角度却会减小。 展开更多
关键词 岛礁地形 SPH方法 系缆式浮体结构 动力响应 波参数
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吸能液压支架立柱防冲性能模拟及试验 被引量：1
17
作者 安栋 范金颍 +2 位作者 宋义敏 许海亮 罗廷运 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第4期393-400,共8页
针对吸能防冲液压支架防冲性能问题,从冲击载荷作用下吸能液压立柱防冲性能角度开展研究,参照工程常用的吸能防冲立柱,采用有限元和光滑粒子流体动力学方法建立了普通液压支架立柱与吸能液压支架立柱流固耦合、流体大变形模型,实现了吸... 针对吸能防冲液压支架防冲性能问题,从冲击载荷作用下吸能液压立柱防冲性能角度开展研究,参照工程常用的吸能防冲立柱,采用有限元和光滑粒子流体动力学方法建立了普通液压支架立柱与吸能液压支架立柱流固耦合、流体大变形模型,实现了吸能防冲立柱在冲击载荷作用下的数值模拟。使用冲击试验台进行了吸能液压立柱冲击试验,得到了冲击荷载下立柱缸体的位移响应,并与数值模拟结果进行了对比。使用4.5、7、10.5 t的重锤经自由落体对2种液压立柱进行冲击加载,得到了2种立柱的动态响应。根据防冲支护设计6项原则探讨了吸能液压支架立柱的防冲性能。让位位移方面,吸能立柱的位移比普通立柱分别降低了16%、23%、30%;让位阻力方面,吸能立柱最大阻力比普通立柱降低了15%、21%、12%;让位速度方面,吸能装置最大让位速度可达18.5 m/s,可在13 m/s内完全压溃;让位刚度方面,吸能立柱在吸能装置变形前后表现为弹性刚度,压溃期间表现为塑性刚度;让位频率方面,吸能立柱让位防冲时的固有频率为0,规避了立柱与围岩发生共振而迅速破坏的风险;让位能量方面,吸能装置的吸能量可达272 kJ,吸能立柱整体吸能量比普通立柱提高了80%。从受冲响应的4个阶段总结了吸能液压支架立柱的让位吸能防冲过程,分析了立柱的抗冲能力,结果表明吸能液压支架立柱可承受的最大冲击能可达普通立柱的2.3倍,泄压阀允许开启时间延长为普通液压支架立柱的2倍。 展开更多
关键词 冲击地压 液压支架立柱 吸能装置 流固耦合 动态响应 有限元分析 SPH方法
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基于改进SPH的水面溢油快速模拟方法
18
作者 常维纯 古小龙 +2 位作者 于露 熊至宜 李春漫 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期11988-11996,共9页
水面溢油事故对水环境及生态系统造成严重威胁,快速准确地模拟溢油迁移扩散路径对溢油应急响应具有重要意义。提出一种基于背景流场与光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法耦合的泄漏油品迁移扩散路径快速预测... 水面溢油事故对水环境及生态系统造成严重威胁,快速准确地模拟溢油迁移扩散路径对溢油应急响应具有重要意义。提出一种基于背景流场与光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法耦合的泄漏油品迁移扩散路径快速预测方法,模拟不同流速条件下油膜的迁移扩散行为。实验通过设置多种流速条件对油膜的迁移扩散过程进行观察记录,并将实验数据与数值模拟结果进行对比分析。结果表明:随着油膜迁移距离的增加,所提方法能够较为准确地再现油膜的迁移路径、形态演变,模拟结果与实验数据误差较小;随着流速增加,油膜在迁移过程中由圆形逐渐转变为椭圆形并沿流动方向拉长,呈现出显著的方向性。所提出的溢油预测方法具有较高的适用性和可靠性,能快速地得到大尺度复杂水体环境下的溢油迁移路径,为迅速准确地制定油品拦截与污染控制方案提供参考。 展开更多
关键词 水面溢油 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 数值模拟 油膜扩散
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波浪在陡坡传播演化的SPH模拟分析
19
作者 宋江渝 李廷秋 李威 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2025年第2期336-341,共6页
文中利用SPH的方法建立数值水槽,通过与实验结果进行对比,证明了SPH数值水槽模拟的有效性,对波浪在陡坡传播的破碎过程进行数值模拟,发现传播速度较大的时候,卷舌在撞击回流的波浪后会出现二次卷舌的现象.并从流场和涡量方面分析了规则... 文中利用SPH的方法建立数值水槽,通过与实验结果进行对比,证明了SPH数值水槽模拟的有效性,对波浪在陡坡传播的破碎过程进行数值模拟,发现传播速度较大的时候,卷舌在撞击回流的波浪后会出现二次卷舌的现象.并从流场和涡量方面分析了规则波在陡坡上波浪传播破碎的演化过程,更进一步证明了基于SPH方法数值水槽在用于陡坡的波浪传播模拟实验的精确性. 展开更多
关键词 陡坡 SPH 数值模拟 波浪破碎
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新型中空粉垄刀具设计与作业性能影响研究
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作者 黄渝 姜河 +3 位作者 孙杰 黄俊雄 陆皇生 杨望 《农机化研究》 北大核心 2025年第12期20-26,35,共8页
为解决螺旋叶片结构的粉垄刀具存在耕作阻力大和耕后土壤碎土率低的问题,结合立式旋耕设计理论与方法设计了一种新型中空粉垄刀具。首先采用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH)方法建立刀具-土壤作业系统仿真模... 为解决螺旋叶片结构的粉垄刀具存在耕作阻力大和耕后土壤碎土率低的问题,结合立式旋耕设计理论与方法设计了一种新型中空粉垄刀具。首先采用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH)方法建立刀具-土壤作业系统仿真模型,然后选择二次回归通用旋转组合设计试验方法进行粉垄刀具切土作业仿真试验,最后通过回归分析方法建立刀具结构参数与作业性能指标之间的数学模型,分析得到新型中空粉垄刀具结构参数对单位幅宽最大扭矩、单位幅宽平均扭矩和土壤碎土率的影响规律。结果表明:随着刀臂数量、刀齿长度、刀齿数量的增大,单位幅宽最大扭矩、单位幅宽平均扭矩均呈先减小后增大的变化趋势,而土壤碎土率呈先增大后减小的变化趋势。小的刀臂数量与大的刀齿长度、刀齿数量组合,可以有效降低粉垄刀具的切土作业阻力。研究结果可为后续粉垄刀具新结构设计与优化提供参考依据。 展开更多
关键词 中空粉垄刀具 光滑粒子流体动力学(SPH) 回归分析方法
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