收藏本站
《复旦大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

应用ALE有限元法对飞机水上迫降过程的流固耦合仿真

方超  
【摘要】:水上迫降性能是飞机安全性的重要内容之一,一旦迫降失败,将引起乘客的伤亡和极大的财产损失,因此飞机的水上迫降性能值得研究。随着计算机技术的发展以及有限元技术的成熟,采用计算机数值方法研究水上碰撞的特性,进而对迫降进行优化,为提高飞机的安全有着现实而重要的意义。 目前水上迫降的仿真研究,有很多是使用机身的局部模型,并解耦进行计算。然而进行整机模型的流固耦合计算,更接近于实际情况,也更具有研究价值。因此本文在研究飞机迫降水面时考虑流固耦合动力学因素,建立具有实际飞机外形的三维动力学分析模型,从迫降姿态,应力、压力分布和过载变化等力学角度,对两种不同工况下的飞机水上迫降过程进行较全面的有限元计算仿真。主要研究工作可分为以下几方面内容: 首先,确定本文所使用ALE及流固耦合计算方法,对半球型模型的入水过程进行了模拟,并与相关的试验结果相对比,两者吻合得比较好,说明了本文的飞机水上迫降研究方法的可行性。 其次,针对飞机水上迫降问题,通过对单元类型、材料模型、接触搜索算法的选择以及载荷及边界的施加,建立了飞机迫降的有限元模型,并进行了网格划分。建模过程中根据文献进行了必要模型简化和参数设置。 最后,本文基于ALE下的飞机水上迫降模型,参考水上迫降相关规定条件,进行常规的15°攻角迫降和非常规的0。攻角迫降这两个工况下的研究,并在各个工况下从迫降姿态,应力及压力分布和过载变化等力学角度来考察结果。仿真结果表明,15°攻角下飞机迫降过程较为平稳,最大过载出现在机身整体入水的前后;0°攻角下飞机迫降过程出现机身与水面的二次碰撞,在接触水面的瞬间,机身底部压力和过载情况均大于常规的15°攻角情况,不利于安全的水上迫降。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V216.5

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘翔;飞机水上迫降的运动特性分析和讨论[D];武汉理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 吴世德;田彬;;民用飞机水上迫降适航验证程序的研究[J];民用飞机设计与研究;2007年03期
2 谢素明,兆文忠,闫雪冬;高速车辆大变形碰撞仿真基本原理及应用研究[J];铁道车辆;2001年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王学;基于ALE方法求解流固耦合问题[D];国防科学技术大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 兑关锁;王志乔;马莎;;关于3种计算张量函数方法的比较[J];北京交通大学学报;2009年04期
2 皮爱国;黄风雷;;大长细比动能弹体弹塑性动力响应数值模拟[J];北京理工大学学报;2007年08期
3 陈秉智;杨慧芳;兆文忠;;高速动车组碰撞仿真研究[J];大连交通大学学报;2011年01期
4 王怀东;陈秉智;陈一萍;谢素明;兆文忠;;城轨列车虚拟碰撞研究[J];大连交通大学学报;2011年03期
5 陈秉智;车全伟;谢素明;兆文忠;;上海地铁6-8号线吸能结构的抗撞性优化[J];大连交通大学学报;2011年04期
6 席仁强;陈国兴;王志华;;覆水场地地震反应分析[J];防灾减灾工程学报;2009年06期
7 陈国兴;席仁强;王志华;;考虑流固耦合的桥墩地震反应方法[J];防灾减灾工程学报;2010年01期
8 史姣;王正中;蔡坤;;张量分析中简化记法在公式推导中的应用及张量分量的计算[J];工程力学;2006年10期
9 李勇;危银涛;沙淑芬;;PMMA蠕变银纹的分形维数演化[J];高分子材料科学与工程;2012年03期
10 王足;兑关锁;王志乔;;极分解的一类近似计算与比较[J];固体力学学报;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 黄筑平;陈永强;;准热力学公设和热弹塑性本构关系[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 匡震邦;;物理变分原理及其在电磁介质中的应用[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 陈秉智;郭柏龄;马纪军;谢素明;兆文忠;;高速动车组被动安全性和耐撞性研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
4 文聘;叶红玲;沈静娴;;基于遗传算法的车体端部碰撞下结构优化[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
5 刘金朝;王成国;房加志;;接触问题的理论研究和铁道车辆的碰撞仿真[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨勇;压力敏感性材料裂纹尖端场的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 郑腾龙;金属板材弹、塑性性质与材料微结构的关系及其试验测量[D];南昌大学;2010年
4 刘艳;非饱和土的广义有效应力原理及其本构模型研究[D];北京交通大学;2010年
5 李龙飞;高速旋转层合圆板(梁)行波动力特性及其空气弹性稳定性研究[D];兰州大学;2011年
6 雷凡;水下柔性结构流固耦合动力效应研究[D];武汉理工大学;2011年
7 黄绵松;堆石混凝土中自密实混凝土充填性能的离散元模拟研究[D];清华大学;2010年
8 姚寅;非局部连续介质力学中的若干问题分析[D];南京航空航天大学;2010年
9 付一政;固体推进剂和高分子共混物的微观、介观和宏观多尺度模拟研究[D];中北大学;2012年
10 梁军林;水泥混凝土路面断裂破坏机理及应用研究[D];长安大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李卓;爆炸载荷作用下船舶舷侧结构毁伤与防护特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨占宇;含缺陷PVC板材多场耦合性能研究[D];中南林业科技大学;2009年
3 何兴旺;铝合金地铁车体性能仿真分析[D];大连交通大学;2010年
4 张向海;某地铁车体性能仿真分析[D];大连交通大学;2010年
5 张艳国;轻型车驾驶室液压悬置的流固耦合有限元分析[D];吉林大学;2011年
6 邹艳明;Cu/DT9/Cu叠层材料的轧制复合与数值模拟研究[D];中南大学;2011年
7 杨敏;金属板材织构系数的超声波测量[D];南昌大学;2011年
8 周雄;硫化橡胶动态力学性能的分数阶微分流变模型[D];湘潭大学;2011年
9 叶楚华;超音速微粒轰击镁合金表面纳米化数值模拟[D];华中科技大学;2009年
10 宋慧;硫酸盐侵蚀条件下混凝土损伤演化机理及其内膨胀力模型[D];宁波大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李飞;孙凌玉;张广越;康宁;;圆柱壳结构入水过程的流固耦合仿真与试验[J];北京航空航天大学学报;2007年09期
2 胡大勇;杨嘉陵;王赞平;魏教育;童亚斌;;某型飞机水上迫降数值化模型[J];北京航空航天大学学报;2008年12期
3 王永虎;石秀华;;入水冲击问题研究的现状与进展[J];爆炸与冲击;2008年03期
4 张伟;郭子涛;肖新科;王聪;;弹体高速入水特性实验研究[J];爆炸与冲击;2011年06期
5 王永虎;魏照宇;;楔形体入水时域解的复边界元数值分析[J];爆炸与冲击;2012年01期
6 张军,张志荣,洪方文,赵峰;楔形体入水初期流场的数值模拟[J];船舶力学;2003年04期
7 钱勤,黄玉盈,王石刚,刘志宏,赵宇征,朱达善;任意的拉格朗日欧拉边界元-有限元混合法分析物体撞水响应[J];固体力学学报;1994年01期
8 曲宝纯;入水研究——入水现象[J];舰船科学技术;1984年02期
9 陈小平;滕蓓;张晓杰;祁恩荣;;二维楔形体入水砰击的数值仿真[J];舰船科学技术;2010年01期
10 张于维;王志东;晋文菊;丛文超;;二维楔形体砰击载荷研究[J];中国舰船研究;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 李斌;杨智春;;大型运输机水上迫降研究进展[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
2 陈小平;滕蓓;祁恩荣;;二维楔形体入水砰击的数值仿真[A];2009年船舶结构力学学术会议暨中国船舶学术界进入ISSC30周年纪念会论文集[C];2009年
3 张于维;王志东;晋文菊;;二维楔形体砰击载荷研究[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
4 胡大勇;杨嘉陵;;某型飞机水中迫降的试验研究[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
5 关焕文;朱永峰;;大飞机防护救生设计技术研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 孙为民;民机机身结构稳定性和水上迫降分析与应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 王文华;物体入水问题的分析研究及其在船舶与海洋工程中的应用[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王辉,岑章志,杜庆华;粘性流体中弹性板振动的有限元耦合问题[J];固体力学学报;1998年02期
2 吴轶,莫海鸿,杨春;U形渡槽水体大幅晃动的ALE有限元模拟[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年09期
3 张雄,陆明万,王建军;任意拉格朗日-欧拉描述法研究进展[J];计算力学学报;1997年01期
4 王少波,刘元杰,梁醒培,赵明皞,王正伟;弹性板在粘性流体中的耦合振动分析[J];机械工程学报;2004年07期
5 徐国群,张国富;不可压Navier-Stokes方程组的SUPG有限元数值解[J];空气动力学学报;1991年03期
6 任建亭,姜节胜;输流管道系统振动研究进展[J];力学进展;2003年03期
7 鄭哲敏,馬宗魁;悬臂梁在一侧受有液体作用时的自由振动[J];力学学报;1959年02期
8 徐国群,张国富;超音速粘性流动的SUPG有限元数值解法[J];力学学报;1991年05期
9 徐刚,任文敏,张维,H.G.Reimerdes,A.Dafnis,H.Korsch;储液容器的三维流固耦合动力特性分析[J];力学学报;2004年03期
10 钟志华;汽车耐撞性分析的有限元法[J];汽车工程;1994年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭保东;刘沛清;屈秋林;;运输机水上迫降和适航验证技术的发展[J];国际航空;2010年03期
2 张韬;李书;江翔;赵金强;;民用飞机水上迫降分析模型和数值仿真[J];南京航空航天大学学报;2010年03期
3 吴世德;田彬;;民用飞机水上迫降适航验证程序的研究[J];民用飞机设计与研究;2007年03期
4 王少波,刘元杰,梁醒培,赵明皞,王正伟;弹性板在粘性流体中的耦合振动分析[J];机械工程学报;2004年07期
5 白志华;曹林卫;;脉冲水射流破岩的数值模拟与分析[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年02期
6 张晓敏;金先龙;陈向东;;风荷载作用下大型柔性储液结构动态响应仿真方法研究[J];振动与冲击;2009年05期
7 王学;高普云;任钧国;吴志桥;;基于ALE/SUPG同步交替法求解流固耦合问题[J];强度与环境;2009年01期
8 彭荣强;;基于ALE的汽轮机低压叶片流固耦合数值模拟[J];汽轮机技术;2011年02期
9 孙江龙,叶恒奎;ALE有限元法解二维自由面流体大晃动问题[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年11期
10 陈文曲;任安禄;邓见;;双圆柱绕流诱发振动的数值模拟(Part I横向振动)[J];空气动力学学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄勇;;民用飞机水上迫降数值模拟计算研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
2 黄勇;李凯;徐文岷;;民用飞机水上迫降数水载荷预测方法研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
3 李斌;杨智春;;大型运输机水上迫降研究进展[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
4 王伟;李锡夔;;注塑充填过程ALE有限元模拟和实验研究[A];中国化学会第28届学术年会第7分会场摘要集[C];2012年
5 沈才华;牛兴伟;苏静波;;基于ALE法的掏槽爆破三维数值模拟研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
6 姚成宝;张海波;浦锡锋;田宙;;ALE方法在爆炸动力学数值模拟中的应用[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第6册)[C];2009年
7 曹林卫;彭向和;李晓红;杨春和;;脉冲水射流破岩的数值模拟研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 张志江;徐更光;王廷增;;炸药水中爆炸气泡脉动分析计算[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
9 关焕文;朱永峰;;大飞机防护救生设计技术研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
10 耿荻;马天宝;宁建国;王星;;基于Lagrange和ALE算法的展开型定向战斗部数值模拟[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 辰雨;舒伦伯格:创造“哈得孙河奇迹”的新美国英雄[N];第一财经日报;2009年
2 张红民 田淡;ONSALE如何“拍”出胜景[N];厂长经理日报;2000年
3 友师;空客公司研究重量转移控制系统[N];中国航空报;2009年
4 中国国际经济贸易仲裁委员会 王承杰;商检条款——你是否意识到它的重要性[N];国际商报;2002年
5 高丽;取消进口钢筋反倾销税[N];中国矿业报;2002年
6 北京工商大学 唐肖鲁;ERP内外有别[N];中国计算机报;2001年
7 记者 鄢来雄;国内外IT巨头抢驻中关村软件园[N];中国信息报;2001年
8 ;澳邮政与电信公司协作求双赢[N];人民邮电;2001年
9 记者 李晓辉;系统缺陷是事故发生的根源[N];经济参考报;2011年
10 杜昱伟;共发展求双赢[N];中国邮政报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙为民;民机机身结构稳定性和水上迫降分析与应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 沈建奇;盾构掘进过程数值模拟方法研究及应用[D];上海交通大学;2009年
3 白晓征;包含运动界面的爆炸流场数值模拟方法及其应用[D];国防科学技术大学;2009年
4 常崇义;有限元轮轨滚动接触理论及其应用研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
5 洪迪峰;一维移动介质的多体动力学建模方法研究[D];清华大学;2011年
6 陈艺冰;多介质流体力学计算的GKS方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
7 孙士丽;具有自由液面效应的高频流固耦合问题[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 王忠;坝库相互作用及抗震技术研究[D];四川大学;2001年
9 李勇;考虑流固耦合效应的整体压裂数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
10 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方超;应用ALE有限元法对飞机水上迫降过程的流固耦合仿真[D];复旦大学;2011年
2 朱晓艳;客机水上迫降强度数值分析[D];武汉理工大学;2012年
3 刘翔;飞机水上迫降的运动特性分析和讨论[D];武汉理工大学;2012年
4 闫明;基于有限体积法的飞机水上迫降运动特性的数值研究[D];武汉理工大学;2012年
5 代小芳;基于流固耦合方法的气囊展开数值模拟研究[D];大连理工大学;2008年
6 曹蕾;短波ALE信号检测设备设计[D];华南理工大学;2011年
7 缪德芳;ALE在短波通信中的应用[D];北京邮电大学;2010年
8 王程乘;短波通信中8FSK的识别及ALE建链技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 邓逸昕;基于ALE协议的短波通信平台开发[D];北京邮电大学;2011年
10 胡振兴;基于ALE方法的储液罐地震动力响应分析[D];华中科技大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026