Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Dự đoán Lực Va Chạm Giai Đoạn Nén Trên Hệ Rắn và Đàn Hồi Khi Va Đập Với Bề Mặt Nước
Tóm tắt
Trong bài báo này, một số mô hình tập trung vào động lực học và các lực đàn hồi phát sinh trong quá trình va chạm của hệ rắn và hệ đàn hồi trên bề mặt nước đã được nghiên cứu. Cụ thể, giai đoạn nén siêu thanh của va chạm được xem xét bằng cách mô hình hóa hiện tượng va chạm thông qua gần đúng âm học Skalk–Feit. Các phương trình động học của hệ rơi được kết hợp với các phương trình của chất lỏng và một bài toán tương tác chất lỏng-rắn phi tuyến được thiết lập. Mối quan hệ tổng quát giữa hình dáng của cơ thể, lực va chạm và chuyển động của cơ thể được xác định. Những phương trình này được áp dụng cho các trường hợp thâm nhập nước theo hình nêm, và một biểu thức dạng đóng cho lực thủy động lực tối đa đã được tìm thấy. Hơn nữa, mối tương quan lý thuyết giữa lực thủy động lực và hình học của cơ thể cho phép chúng tôi kiểm soát bài toán ngược và hình dáng tương ứng với lực va chạm không đổi được xác định. Do một số sự đơn giản hóa cho phép trong va chạm nén siêu thanh, kết quả phân tích thủy động lực giữ ở dạng đóng. Điều này cho phép chúng tôi tập trung vào kết quả cơ bản của bài báo liên quan đến một tương quan hệ thống giữa lực thủy động lực và lực tối đa đàn hồi dưới dưới dạng một số đại lượng không thứ nguyên đặc trưng liên quan đến tương tác chất lỏng-rắn. Cụ thể, các ‘điều kiện quan trọng’ tương ứng với các tổ hợp tham số thủy đàn hồi được điều tra, dẫn đến phản ứng đàn hồi nghiêm trọng của hệ thống va chạm.
Từ khóa
#lực va chạm #hệ rắn #hệ đàn hồi #tương tác chất lỏng-rắn #phân tích thủy động lực #mô hình hóa hiện tượng va chạmTài liệu tham khảo
von Kármán, T.H., ‘The impact of seaplane floats during landing’, NACA TN 321, 1929, 2–8.
Wagner, H., ‘Über Stossgleitvergänge an Oberfläche von Flüssigkeiten’, Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik 12, 1932, 192–215.
Howinson, S. D., Ockendon, J. R., and Wilson, S. K., ‘Incompressible water-entry problems at small deadrise angles’, Journal of Fluid Mechanics 222, 1991, 215–230.
Watanabe, I., ‘Analytical expression of hydrodynamic impact pressure by matched asymptotic expansion technique’, Transactions of the West Japan Society of Naval Architects 71, 1986, 77–85.
Vorus, W. S., ‘A flat cylinder theory for vessel impact and steady planing resistance’, Journal of Ship Research 40, 1996, 89–106.
Zhao, R. and Faltinsen, O., ‘Water entry of arbitrary two-dimensional bodies’, Journal of Fluid Mechanics 246, 1993, 593–612.
Gallagher, P. and McGregor, R. C., ‘Slamming simulations: an application of computational fluid dynamics’, in Proceedings XVI Symposium on Naval Hydrodynamics, Berkeley, CA, 1986.
Kvalsvold, J. and Faltinsen, O., ‘Hydroelastic modeling of wet deck slamming on multihull vessels’, Journal of Ship Research 39, 1995, 225–239.
Faltinsen, O., ‘Water impact and hydroelasticity’, in Proceedings International Seminar on Hydroelasticity for Ship Structural Design, Genova, 1996, pp. 1–22.
Kim, D.-J., Vorus,W., Troesch, A., and Gollwitzer, R., ‘Coupled hydrodynamic impact and elastic response’, in Proceedings 21st Symposium on Naval Hydrodynamics, National Research Council (ed.), National Academy Press, 1997, pp. 424–437.
Korobkin, A. A. and Pukhnachov, V. V., ‘Initial stage of water impact’, Annual Review of Fluid Mechanics 20, 1988, 159–185.
Skalak, R. and Feit, D., ‘Impact on the surface of a compressible fluid’, ASME, Journal of Engineering for Industry 88B, 1966, 325–331.
Rochester, M. C., ‘The impact of a liquid drop and the effect of liquid properties on erosion’, Ph.D. Thesis, University of Cambridge, 1979.
Korobkin, A., ‘Blunt-body impact on a compressible liquid surface’, Journal of Fluid Mechanics 244, 1992, 437–453.
Bisplighoff, R. L., Ashley, H., and Halfman, R., Aeroelasticity, Dover Publications, New York, 1955.