【摘 要】
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极端波浪对近海工程结构物的砰击往往伴随着波浪破碎、翻卷、越浪等强非线性现象，而且这些现象对于薄尺度、小尺度、细长杆等结构物的影响尤为明显。以往大都采用势流理论求解这些问题，但较难考虑强非线性效应和粘性效应，这使得研究结果不能很好地反映实际工程所面临的真实问题。本文基于粘性流理论，采用高阶CIP (Constrained Interpolation Profile)数值方法建立了二维多相流强非线性粘
【机 构】
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哈尔滨工业大学(威海)船舶与海洋工程学院船舶与海洋工程系,威海264200 哈尔滨工业大学(威海)
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极端波浪对近海工程结构物的砰击往往伴随着波浪破碎、翻卷、越浪等强非线性现象，而且这些现象对于薄尺度、小尺度、细长杆等结构物的影响尤为明显。以往大都采用势流理论求解这些问题，但较难考虑强非线性效应和粘性效应，这使得研究结果不能很好地反映实际工程所面临的真实问题。本文基于粘性流理论，采用高阶CIP (Constrained Interpolation Profile)数值方法建立了二维多相流强非线性粘流数值水槽。基于该模型模拟了孤立波对静水面以上水平薄板的强非线性砰击作用。研究了水深、波高以及平板与静水面的距离等参数对孤立波与平板砰击效应的影响，并将部分数值结果与相应实验数据进行了对比，拟合较好。该数值模拟充分考虑了孤立波与平板作用过程中的强非线性效应和粘性效应，该模型对海啸波与近海结构物的相互作用等工程问题具有一定的理论指导意义。
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火星着陆任务普遍采用进入、下降和着陆(Entry,Descent and Landing,EDL)的方式,防热大底分离是其中较为关键且容易发生风险的阶段。为了确保防热大底与后体相对运动的安全,除了两者不发生碰撞外,还应包括在规定的高度上两者的相对距离大于最低要求。由于分离过程中存在很多不确定因素,尤其是在火星大气环境下,因此开展防热大底分离的相关研究至关重要。
当陆军火箭弹普遍采用高速旋转(其他如导弹、炮弹、再入飞行器等)的陀螺效应使静不稳定的弹体变为动稳定，增加射程并提高落点精度，但在实际飞行中的各种不确定因素，如发动机推力偏心、有攻角飞行时产生的面外力和面外力矩、来流的扰动及制造产生的误差等，均有可能使弹体产生章动与进动的耦合运动锥形运动。
针对火星稀薄大气环境的不确定性对进入器气动特性的影响问题，首先以海盗号火星进入器的飞行试验数据对发展的三维并行直接模拟蒙特卡罗(DSMC)仿真代码进行了算例验证，最后以火星科学实验室外形为例，计算气体组分、密度、温度及速度等来流参数的不确定性对进入器气动特性的影响偏差，定性定量给出火星高空稀薄环境下大气不确定性所带来的气动力特性规律。
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本文针对某飞行器充排气系统，基于一维等熵流假设和数值模拟修正建立了充排气系统舱内压力预测方法。通过平板排气典型算例以及非定常数值模拟对该方法的准确性和可靠性进行了验证，在此基础上开展了某飞行器各舱室内部压力的预测研究，给出了沿飞行弹道各个时刻飞行器各舱室的内部压力值以及与外部环境之间的压力差。研究结果表明，现有的充排气系统能够满足舱内相对压力的性能指标要求，可为充排气系统的总体设计提供依据。
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