近水面水下爆炸二维Level-set数值模拟  被引量:9

2D numerical simulation of underwater explosion near free surface based on level-set method

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作  者:师华强[1] 汪玉[2] 宗智[1] 贾敬蓓[1] 

机构地区:[1]大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室运载工程与力学学部船舶工程学院,大连116024 [2]海军装备研究院舰船所,北京100073

出  处:《计算力学学报》2010年第3期409-414,共6页Chinese Journal of Computational Mechanics

基  金:创新研究群体科学基金;海洋环境灾害与结构安全防护(50921001);国家重点基础研究发展计划项目;复杂装备研发数字化工具中的计算力学和多场耦合若干前沿问题(2010CB83270)资助项目

摘  要:水下爆炸是一个多介质、动边界、瞬态非线性过程,捕捉介质之间交界面的变化是数值模拟的一个难点。本文采用Level-set方法来描述水下爆炸气体产物和流体交界面以及自由表面变化,应用TVD(Total Variation Diminishing)计算技术求解Level-set流场,首先建立了近水面水下爆炸的二维数值方法,然后,将该方法推广到流场内有刚性结构的情况,考虑了冲击波和刚性结构物的相互作用。为了模拟无限边界流场问题,引进了Thompson建立的无反射边界条件。The problem of underwater explosion near free surface is a dynamic process involving multi-medium and transient nonlinearity.The dominant difficulty is how to trace the moving interface between different medium.The level-set technique is adopted herein to capture the time-dependent changes of the free surface and the moving interface of explosive gaseous product and water.To simulate compressible-fluid flow in which discontinuous shocks are present,the high-resolution method of Total Variation Diminishing(TVD) scheme is used.A numerical method has been first developed for numerical simulation of 2-D underwater explosion near free surface.The method is then extended to account for the interaction of fluid and a rigid structure present in water.The non-reflection boundary condition technique developed by Thomson is finally employed for considering the infinite flow field.

关 键 词:水下爆炸 冲击波 Level-set方法 自由表面 运动边界 

分 类 号:O382[理学—流体力学]

 

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