入水的案例
基于SPH法圓柱形航行體入水沖擊特性
基于SPH法圓柱形航行體入水沖擊特性
1 研究背景及意義
從上個世紀 20 年代起，眾多學者就從理論上和實驗方面進行著手，對入水沖擊現象、沖擊載荷變化規律等方面開展了大量的研究工作。通過對入水沖擊問題的國內外現在進行調研發現，入水問題的研究對象多集中在小型運動體（如楔形體、圓柱體、射彈等），對于大尺度航行體入水沖擊問題研究較少，對此有許多重要問題尚未得到解決，一方面是由于大尺度航行體高速入水進行試驗的成本較高、測試難度較大，根據已公開發布的文獻，國內僅有部分水池支持實驗測試但研究深度和廣度較為有限，尚無法為該類研究提供成熟的技術支持。另一方面，大尺度航行體高速入水時間極短，對于速度、載荷等的監測和計算難度較大，因此采用仿真方法對該過程進行研究顯得尤為重要。
2 計算模型
3 LS-DYNA計算模型
4 計算結果
航行體入水的過程包括撞水、侵水、全沾濕后航行主要階段。 撞水階段指的是，運動體在其頭部接觸水面的極短時間內，頭部與水面發生碰撞。 當第一階段撞水結束以后，高速航行體以一定速度向四周排水，使周圍水體發生流動，隨航行體進入水中體積的逐漸增大，自由液面的隆起也變得越來愈越大，與水的接觸面隨之增大，從而擴大了航行體的沾水面積。此階段稱為“侵水階段”。全浸濕后運動階段作為航行體入水過程的最后一個階段，航行體表面的空泡完全消失，整個彈體表面都與開始水接觸，之后運動體進入了受控的彈道狀態。
展開 基于SPH方法的楔形體入水仿真
1、背景
結構物入水沖擊問題具有重要的工程應用背景，在船體砰擊、水上迫降、水上飛機、空投魚雷入水等都屬于這類問題，隨著現代軍事和民用航空航海領域的發展，這類問題也得到了越來越多的關注。結構物在入水過程中，會激起周圍流體介質的運動；反過來，流體介質對結構又施加各種反作用力，特別是在入水沖擊初期瞬態間過程中會遭受巨大的沖擊載荷，可能導致局部結構失效，對飛機的設計至重要對于入水沖擊問題的研究，主要是在理論研究、試驗研究和數值計算方法方面，但無論哪方面的研究上都具有一定難度。最初入水沖擊問題主要是針對入水試驗研究，隨著計算機技術和有限元技術的發展，研究者對數值模擬逐漸進行了大量的研究工作，并取得了一定的成就，但是由于有限元技術在網格上的限制，對入水這種大變形的問題進行模擬時，往往會造成網格畸變，無法計算。近幾年來，無網格的SPH方法在模擬大變形問題的優越性而越來越受到人們的重視。
本文運用SPH方法對楔形體入水的過程進行了模擬。
水和固體一樣，不像氣體那樣具有很好的可壓縮性，所以一般認為是不可壓縮的。但是事實上，理論上不可壓縮的流體實際上都是可壓縮的，只是變化不明顯。為了描述這種不明顯的可壓縮性，更好的模擬水的狀態，需要引進人工壓縮率。人工壓縮率的引進主要是把所有不可壓縮的流體都考慮為實際上是可壓縮的。因此，可以用模擬可壓縮的狀態方程去模擬不可壓縮流。在一些有限元軟件中（如Is-dyna），Gruneisen狀態方程用的比較多，用于模擬水和空氣等可壓縮的流體。
展開 基于SPH法圓柱形航行體入水沖擊特性
基于SPH法圓柱形航行體入水沖擊特性
1 研究背景及意義
從上個世紀 20 年代起，眾多學者就從理論上和實驗方面進行著手，對入水沖擊現象、沖擊載荷變化規律等方面開展了大量的研究工作。通過對入水沖擊問題的國內外現在進行調研發現，入水問題的研究對象多集中在小型運動體（如楔形體、圓柱體、射彈等），對于大尺度航行體入水沖擊問題研究較少，對此有許多重要問題尚未得到解決，一方面是由于大尺度航行體高速入水進行試驗的成本較高、測試難度較大，根據已公開發布的文獻，國內僅有部分水池支持實驗測試但研究深度和廣度較為有限，尚無法為該類研究提供成熟的技術支持。另一方面，大尺度航行體高速入水時間極短，對于速度、載荷等的監測和計算難度較大，因此采用仿真方法對該過程進行研究顯得尤為重要。
2 計算模型
3 LS-DYNA計算模型
4 計算結果
航行體入水的過程包括撞水、侵水、全沾濕后航行主要階段。 撞水階段指的是，運動體在其頭部接觸水面的極短時間內，頭部與水面發生碰撞。 當第一階段撞水結束以后，高速航行體以一定速度向四周排水，使周圍水體發生流動，隨航行體進入水中體積的逐漸增大，自由液面的隆起也變得越來愈越大，與水的接觸面隨之增大，從而擴大了航行體的沾水面積。此階段稱為“侵水階段”。全浸濕后運動階段作為航行體入水過程的最后一個階段，航行體表面的空泡完全消失，整個彈體表面都與開始水接觸，之后運動體進入了受控的彈道狀態。
展開 Fluent VOF+重疊網格 圓柱入水（一）
開啟抨擊力監測，對圓柱入水抨擊系數展開監測。
3.9 后處理設置
對計算完成后的圓柱恒定速度入水動畫進行繪制。
流固耦合楔形體低速入水應變驗證 ￥2000
<p class="ql-align-center"><strong>流固耦合楔形體低速入水驗證</strong></p><p><br></p><p><strong>仿真設置 </strong></p><p>幾何建模和材料見文獻，通過提取對應位置的應力與試驗數據（入水速度2m/s）進行對比。<span style="color: rgb(25, 27, 31);">wechat1 cheaper</span></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202412/d38ce6ba918ecf0ab9db6562be1cc10d.png" width="234"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202412/1b713dcbead997cc532f4408cb14de33.png"></p><p><strong>結果</strong></p><p>楔形體應變發生在最大入水時刻，仿真數據與試驗數據誤差4%，且入水過程0.01s內應變與試驗數據趨勢變化一致。驗證了STARCCM&ABAQUS協同計算的有效性。</p><p>1.對比了數值與試驗應變時歷曲線。
展開 雙向流固聲耦合圓柱體入水（STAR-CCM+&abaqus） ￥1300
因此，以平頭圓柱體為例，本案例運用STAR-CCM+&abaqus對圓柱體入水100m/s過程進行模擬，得到了結構入水過程中周圍流場和自身響應變化。
適用領域：航行體入水沖擊，船舶砰擊，海洋結構物漂浮等領域。ST
STAR-CCM+ & Abaqus 聯合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合 ￥700
【全套源文件】STAR-CCM+ & Abaqus 聯合仿真：圓柱體高速入水雙向流固耦合(FSI)深度解析
【相關領域】：船舶與海洋工程、兵器科學、航空航天等跨域問題
【軟件版本】：STAR-CCM+ 2406 ABAQUS 202X以上
本人研究方向為海洋航行器跨域多物理場耦合，指導過多位相關專業碩士博士研究生，科研項目經驗豐富。
1. 算例簡介
本資源針對高速入水沖擊這一強非線性流固耦合難題，提供了一套完整的 STAR-CCM+ (CFD) + Abaqus隱式協同仿真（Co-Simulation）解決方案。
算例成功復現了圓柱體入水過程中的空泡演化、入水沖擊載荷突變以及結構體的動態應變響應，解決了FSI計算中常見的“網格負體積”與“耦合面數據傳遞發散”問題。
2. 核心技術亮點
? 雙向耦合機制 (2-Way FSI)：實現流體壓力場與固體位移場的實時雙向數據交換，非單向弱耦合。
? 動態網格技術：采用 重疊網格技術處理圓柱體的高速大位移運動，有效避免動網格重構導致的質量下降。
? 精準空泡捕捉：VOF 多相流模型配合空化模型，清晰捕捉空泡壁面分離、擴張及表面閉合現象。
? 收斂性優化：針對高速沖擊工況，優化了耦合時間步與內迭代策略，確保計算穩定。
3. 資源包清單（所見即所得）
CFD 模型 (.sim)：STAR-CCM+ 原文件，包含完整的網格劃分、VOF設置、重疊網格及協同仿真接口設置。
FEA 模型 (.inp)：Abaqus 輸入文件，包含材料屬性、網格、分析步及 Co-simulation定義。
技術說明文檔 (PDF) 。
4. 適合人群
正在被流固耦合“負體積報錯、不收斂”折磨的碩士和博士研究生。
需要做入水、出水航行體結構響應的研究人員。
附注： 本算例模型已調通。
展開 SPH在入水沖擊、機輪滑水和水上迫降中的應用
以下就是幾個例子，供大家參考
首先是SPH法在飛機水上迫降中的應用
由于項目secrect，飛機方面K文件不予分享，表示抱歉
但是下面幾樓中有楔形體和球入水的K文件，大家可以下載作為參考。
里面有些設置并非完美的，希望同學們繼續探索，能比我走的更遠一些。
K文件來啦~
sph wedge_less_0.02m_6.12v.rar
/ R# n& B& M) R
楔形體入水沖擊，ALE和SPH我都做了嘗試，其中有一組是不同疏密的SPH粒子間距和ALE網格大小的比較
K文件已傳，其中SPH粒子很稀疏，大家當做試練吧~
『轉貼』通過改進澆注系統入水位置提高鑄鋼件質量的幾則實例
通過改進澆注系統入水位置提高鑄鋼件
質量的幾則實例
徐爾靈 羅永揚 盧興龍
(廣東省韶鑄集團有限公司鑄鋼分廠 512031)
摘要：生產實踐中發現很多鑄鋼件的內、外在質量與澆注入水位置的選擇有密切的關系，甚至某些傳統的澆注系統設計思路不利于鑄件質量的提高，本文作者通過幾則實例加以分析，說明澆注系統入水位置選擇的重要性，總結出一套入水位置選擇的經驗與大家分享。
關鍵詞：澆注系統、入水位置、鑄鋼件
EXAMPLES OF QUALITY IMPROVEMENT OF STEEL CASTING WITH IMPROVING THE ENTRYWAY LOCATION OF GATING SYSTEM
Xu’er Ling LuoYongYang LuXingLong
Steel Casting Branch Factory of
Guangdong
Shaoguan Foundry and Forging Group CO., Ltd.
Abstract: The steel castings manufactured by this factory are in many kinds.
展開 CEL方法介紹：計算彈性體入水響應（入水速度：100m/s） ￥240
<p class="ql-align-justify">本文以工程項目為參考，基于ABAQUS/Explicit，采用CEL方法對彈性體入水過程進行數值模擬，研究了空泡演化、運動特性及力學響應等特性。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202504/attachment/69bdd491e57842139d36927cc061da96.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/69bdd491e57842139d36927cc061da96.png" style="" width="708" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/69bdd491e57842139d36927cc061da96.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/69bdd491e57842139d36927cc061da96.png?
展開 VOF算法的浮體入水過程的數值模擬 ￥499
采用VOF 法求解氣液界面,結合k-e湍流模型和動網格技術模擬物體入水這一簡單氣液固多相流流動。
浮體首先自由下落，流體浮力和粘性阻力在接觸液體后逐漸增大，加速度隨之減小，速度增加變緩，當浮力與粘性阻力之和等于重力時，加速度等于零，達到最大下降速度，之后開始減小，直至減小到零，達到最大入水深度；接著物體緩慢上升，粘性阻力改變方向，當再次接觸到液面后，浮力減小，速度增加變緩，當浮力等于重力與粘性阻力之和時，達到最大上升速度，之后開始減小，直至減小到零，達到最大上升高度。浮體重復上述運動過程，且由于流體粘性，幅度逐漸衰減。
入水 ￥88
LS-DYNA入水計算ALE流固耦合
炸彈入水沖擊——流固耦合
入水沖擊——流固耦合
基于ls-dyna的剛體圓盤入水sph法研究
1，項目描述
為觀察原盤入水氣泡形成情況，需要通過仿真進行模擬。本文采用sph-lagrange耦合的方法進行。模型如下圖所示，水體為sph，原盤為lagrange，不考慮空氣影響。
2，幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立原盤及水的幾何模型，對原盤進行模型切分，已劃分精確六面體網。模型如下圖所示，采用1/4模型。
3，材料
原盤為剛體，水采用null本構及GRUNEISEN狀態方程。
*MAT_NULL
$# mid ro pc mu terod cerod ym pr
4 1000.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
*EOS_GRUNEISEN
$水的狀態方程的0.15在cmgus單位制下為1500m/s，所以，如果用標準單位制的話，0.15改為1500.。
展開 計算模型飛了-返回艙入水分析
模擬飛船返回艙的入水過程，計算完之后查看軌跡，返回艙進入水面以下一段距離后就旋轉飛出了，見附件（整個模型的GIF文件太大，就轉了個MV文件和一個截圖）
movie_002.rar
11.proj.rar
