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不同边界条件下高压脉动气泡与结构流固耦合特性数值和实验研究: 在前期的研究基础上,本研究针对高压脉动气泡与悬浮球体非线性耦合作用展开数值和实验研究,该工作在水下爆炸、含沙空化、超声清洗和海底资源探测领域均有重要的应用价值。首先,基于边界积分法建立了气泡—结构全耦合数值模型,利用辅助...; 李帅张赛韩蕊; 关键词：气泡动力学流固耦合边界积分法; 文献传递

气泡多周期运动时引起的流场压力与速度被引量：5: 2014年; 假设水下爆炸气泡的内部气体在膨胀收缩过程中满足绝热条件,周围流体无黏无旋不可压缩.基于势流理论,采用边界元法研究气泡动力学行为,重点关注气泡引起的流场脉动载荷以及滞后流特性,给出了相关的理论推导和数值计算方法.通过将数值结果与解析解、实验值进行对比,数值模型的收敛性和有效性能够得到保证.利用编写的程序进行计算和分析,发现在气泡加速膨胀阶段,流场压力在气泡径向不一定是逐渐衰减,还有可能以先增后减的规律变化;气泡射流后,为了能够继续描述环状气泡的运动以及流场特性,将此时的流场分为无旋场和一个布置在气泡内部涡环的叠加,计算过程中采用了一些数值技巧处理气泡的拓扑结构,得以连续模拟多个周期的气泡运动.环状气泡具有相对较高的上浮迁移速度,而且在其顶部和底部附近分别形成两个高压区,顶部的高压区峰值相对较大,底部的高压区范围相对较大.环状气泡中心轴上的流场速度会在气泡中心有一个加速过程,在气泡顶部附近又迅速减小.; 李帅张阿漫韩蕊; 关键词：水下爆炸气泡射流边界元法

水下爆炸气泡相互作用实验研究: 水下爆炸气泡之间会发生很强的耦合作用,而自由液面附近的气泡行为更加复杂,为此对两个气泡在自由液面附近的动力学行为进行了实验研究,发现气泡的相位差、气泡间距以及气泡与自由液面之间的距离对气泡运动特性和水冢现象影响极大.对几...; 韩蕊李帅张阿漫

多气泡耦合作用下非球状特性数值研究被引量：5: 2015年; 为了研究多个气泡相互耦合作用时其表现出的运动特性,采用基于势流理论的边界元方法对多气泡间耦合作用进行数值模拟。将数值解与Rayleigh-Plesset方程解析解对比,使得数值模型的有效性和收敛性得以验证;然后,建立3个气泡的数值模型,研究无量纲参数气泡间距d对气泡运动和形态的影响。等间距布置3个气泡,当d=1.8时,中间的气泡在抑制作用下呈现"圆柱状",随着气泡间距的增大,其最终趋于"球形",且气泡上、下2个气泡射流速度增大;不等间距布置3个气泡,距离远的气泡最先发生射流,射流完成时该气泡已开始回弹。; 姜忠涛韩蕊李帅; 关键词：边界元方法势流理论

气泡与自由液面的全非线性耦合作用数值模拟: 气泡在近自由液面运动过程中与自由液面发生强烈的耦合作用，自由液面出现的物理现象极其复杂。本文基于势流理论，采用边界元法，建立了气泡与自由液面耦合作用的轴对称和三维数值模型。本文通过对比两种模型的计算结果来验证程序的正确性...; 李帅韩蕊张阿漫; 关键词：气泡自由液面

水下爆炸气泡相互作用实验研究: <正>水下爆炸气泡之间会发生很强的耦合作用,而自由液面附近的气泡行为更加复杂,为此对两个气泡在自由液面附近的动力学行为进行了实验研究,发现气泡的相位差、气泡间距以及气泡与自由液面之间的距离对气泡运动特性和水冢现象影响极大...; 韩蕊李帅张阿漫; 文献传递

水中高压脉动气泡水射流形成机理及载荷特性研究被引量：10: 2019年; 具有脉动特性的气泡(如水下爆炸气泡、螺旋桨空泡和气枪气泡)动力学行为很大程度上取决于其边界条件.实验已证实,近自由液面气泡在坍塌过程中常常产生背离自由液面的水射流现象,而近刚性边界气泡在坍塌阶段产生朝向壁面的高速水射流,严重威胁水中结构的局部强度.前人基于Rayleigh-Plesset气泡理论和"Bjerknes"力来预测气泡射流方向,然而理论方法难以透彻的揭示气泡射流的初生、发展和砰击过程中丰富的力学机理.本文首先采用水下高压放电技术产生气泡,并通过高速摄影对不同边界条件下气泡的运动特性进行实验研究.然后,采用边界积分法模拟气泡非球状坍塌过程.研究表明,边界条件改变了气泡周围的流场压力梯度方向,进而影响气泡射流初生位置;射流在发展阶段,气泡附近流场的局部高压区和射流之间存在"正反馈效应",从而揭示了气泡射流速度在短时间内即可增加到百米每秒的力学机理.射流砰击会在流场中造成局部高压区,随着气泡回弹,射流速度和砰击压力逐渐减小.本文还探讨了无量纲距离参数对气泡运动及射流砰击载荷的影响,旨为近场水下爆炸等相关领域提供参考.; 李帅张阿漫韩蕊; 关键词：气泡射流正反馈效应砰击载荷

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韩蕊