SPH方法研究空气在平板入水中的影响

来源：计算力学学报杂志2017年第5期北京时间：

作者：闫蕊,徐绯,任选其

单位：西北工业大学 航空学院, 西安 710072,西北工业大学 航空学院, 西安 710072,西北工业大学 航空学院, 西安 710072

摘要：飞机水上迫降以及船体在高速行驶时，均会发生结构物砰击水面的现象，当结构物底面较为平坦，砰击水面时会捕获空气，在板底形成空气垫。研究空气垫的形成及影响，有助于对结构物进行更准确的载荷分析。该问题的研究涉及到气固液三相的相互作用，在数值模拟中仍是一个挑战，本文使用光滑粒子流体动力学（SPH）方法对该问题进行模拟。首先，与实验结果进行对比；其次，系统地研究了平板形成空气垫以及砰击水面的过程，考查了空气、水和平板的动能变化。对比了在SPH模拟中考虑空气与不考虑空气得到的水压力场和平板所受压力，说明了空气对结果的影响；最后，研究了平板宽度对空气垫形成的影响，从而进一步影响加速度。

关键词：光滑粒子流体动力学,砰击,平板,空气垫,水,

基金资助：国家自然科学基金（11272266）；航空基金（2013ZD53049）资助项目.