摘要：高速跨介质入水问题广泛存在于海洋工程、航空航天等领域,入水多相流动与流固耦合作用机理是该领域的研究热点,对于跨介质航行器的载荷预报、弹道稳定性评估、结构强度校核以及安全性设计等具有重要意义。本文围绕高速跨介质入水所涉及的基础关键力学问题,重点论述了高速跨介质多相流动与空泡演化、冲击载荷与降载方法、运动稳定性与流固耦合响应、流固耦合数值研究方法等方面的研究现状,并针对目前仍存在的问题提出了建议,旨在为高速跨介质入水的相关研究与设计等提供参考。

摘要：[目的]针对传统“空舱-液舱-空舱”三舱型防护结构重量大、防护效率较低的问题,探讨圆筒型水下防护结构的防护性能。[方法]建立基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法的数值模型,通过典型的结构接触爆炸算例,验证ALE算法的精度;然后在此基础上分别建立传统的三舱型防护结构和圆筒型防护结构模型,通过数值模拟分析相同药量水下接触爆炸后的应力、应变最大值以及能量吸收等特征参数,从而得到各自的防护性能。[结果]结果显示,圆筒型防护结构防御纵壁的位移小于防水纵壁的位移,这与传统三舱型防护结构的规律相反;甲板、双层底结构吸收的能量相比传统防护结构少了9.92%,具有明显的垂向抗变形优势。[结论]研究表明,圆筒型防护结构在药量相同的情况下其毁伤程度更低,可为水下防护结构的创新设计提供新的思路。

摘要：大型舰船一般设置水下多层防护结构以实现对重要舱室的防护。随着舰船设计中对总体资源及质量代价的要求越来越高,在多层防护结构内层应用吸能能力强的轻质复合材料是一种解决问题的新方法,但目前相关研究较少。借助有限元分析软件LS-DYNA中的任意朗格朗日-欧拉算法,研究典型舰船水下防护结构,对其中第2纵壁和第3纵壁采用碳纤维层合板结构形式,通过数值仿真分析不同铺层方式下层合板结构的抗冲击、防护性能。结果表明:第2纵壁以冲击方式为主,复合材料层合板90°铺层角度最好;第3纵壁以振动为主。该结论提供了一种构建轻质多层防护结构的新思路,可为多舱水下防护结构的研究、设计和优化提供参考。

摘要：舰船水下接触爆炸问题涉及多相物质耦合,而且密度分布极不均匀,阻抗严重不匹配,大变形,强冲击等因素都使传统数值算法很难进行数值模拟。通过改进传统SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)算法,并将其应用于水下接触爆炸问题:提出变光滑长度的链表搜索算法,提高了计算效率,也保证了计算精度;总结了SPH方法对密度极大不均匀问题处理思想;研究了SPH方法的前、后期处理技术,提高了对问题的处理能力,增加了计算结果的可视性。验证了所提出的理论和方法的有效性和可行性。另外,分析了不同粒子间距比对数值模拟的影响,结果表明,当粒子的间距比小于2∶1时数值结果相对稳定,等于5∶1时数值计算崩溃。

摘要：大型舰船水下舷侧部分在作战中会受到鱼雷、水雷等武器的攻击,它的防护能力是舰船生命力的关键。本文运用了ALE数值仿真技术,从冲击波传递、结构毁伤和能量吸收三方面对舰船舷侧防御纵壁弧形支撑结构在水下接触爆炸载荷作用下的防护机理展开了研究。对比了传统的隔壁支撑舷侧结构和弧形支撑结构在变形和能量吸收等方面的差异。结果表明弧形结构的变形吸能作用使得相邻的第二纵壁变形减少,吸收的能量降低,提高了舷侧结构的防护能力。研究结果可为大型舰船水下防护结构设计提供参考。

摘要：针对船舶与海洋工程专业力学课程的思政教学案例设计与实践,在黑龙江省教育厅关于课程思政高质量建设实施方案的指导下,该文介绍哈尔滨工程大学船舶与海洋工程结构力学教学团队在课程思政教学中的建设思路与方法。以一次示范课程弹性支座化简为例,首先介绍“一依托、三根据、六结合”的课程思政元素挖掘与运用方法,然后以实际教学案例设计和实施过程,详细阐述了“导入—吸收—推广—内化”的四阶段教学过程,融合经典课程理论与时代思政案例,实现思政融入点与学生课堂情绪同频。最后,给出教学效果分析与教学反思,期待学习交流,提升专业知识教学与课程思政的协同育人水平。

摘要：近自由面水下爆炸形成的冲击波到达自由面时会反射稀疏波,并伴随着水面的上升、破碎和飞溅等复杂物理现象。文章基于无网格SPH方法建立了近自由面水下爆炸数值模型,开发了计算程序,模拟了冲击波和自由面反射的稀疏波的相互作用过程,分析了切断现象的特性、产生机理以及对冲击波参数的影响。研究发现,爆心正上方且距自由面较近处,稀疏波作用最强;近自由面爆炸冲击波冲量可衰减为无限水域爆炸的1/3左右。文中的研究旨在探索冲击波在自由面处的传播规律,并为近自由面水下爆炸载荷的确定提供参考。

摘要：Based on the traditional Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) algorithm, the linked-list search algorithm combined with the variable smoothing length and square support domain was put forward to improve the calculation efficiency and guarantee the calculation accuracy. The physical process of high velocity fragment impact on a broadside liquid cabin was programmed for simulation. The numerical results agreed well with those of the general software ANSYS AUTODYN, which verifies the effectiveness and feasibility of the numerical method. From the perspective of the outer plate thickness of the liquid cabin, the width of the liquid cabin, and incident angle of the fragment, the influence of these parameters on protective mechanisms was analyzed to provide a basis for protective design of a broadside liquid cabin. Results show that the influence of outer plate thickness is not obvious; therefore, the conventional design can be adopted in the design of the outer plate. The width of the liquid cabin has a great influence on the residual velocity of the fragment and the width of the liquid cabin should be designed to be as wide as possible under the premise of meeting other requirements. There is a certain incident angle in which the velocity attenuation of the fragment is most obvious, and the high-pressure zone near the inner plate is asymmetric. The inner plate of liquid cabin should be strengthened according to the hull form, principal dimensions, and vulnerable points.

摘要：半球罩聚能射流具有射流粗而短,穿孔直径较大,射流的质量较大等特点。本文利用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对聚能战斗部对潜艇典型舱段结构的毁伤过程进行数值模拟,分析了战斗部对结构的毁伤过程、侵彻速度衰减规律以及结构的毁伤模式,对新型聚能战斗部的设计具有一定的参考价值。

摘要：通过SPH方法,利用Fortran编程,首先对自由场中装药爆炸进行模拟,将结果与经验公式对比,验证Fortran程序的有效性和正确性。然后对浅水爆炸问题进行数值模拟,再现浅水爆炸的基本物理现象,研究浅水爆炸相对于无限水域爆炸所独有的压力和冲量特性;通过对浅水爆炸不同参数的研究,给出了不同爆深对压力和冲量的影响,分析水底泥沙密度对冲击波压力的影响,给出不同泥沙密度下浅水中压力的变化规律。研究表明,浅水爆炸同时受到水面和水底的作用,水面效应使压力曲线产生截断效应,底部效应会增加压力脉宽。随着爆深的增大,压力曲线逐渐由削弱峰值、削弱脉宽过渡为增大峰值、增大脉宽,冲量逐渐增大,水冢逐渐减小;随着泥沙密度的增加,浅水中压力峰值增大,作用脉宽也增大,直达波、水面反射波以及水底反射波的相互作用更加明显。本文研究旨在揭示上述问题的作用机理,总结规律性结论,为舰船水下爆炸结构响应预报和舰船结构的防护设计提供参考。