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J-GLOBAL ID：202202285760713790   整理番号：22A1033061

近傍場水中爆発における気泡-構造相互作用の計算解析【JST・京大機械翻訳】

A Computational Analysis of Bubble-Structure Interaction in Near-Field Underwater Explosion

著者 (3件)： Ma Wentao (Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, United States) ,  Ozenkoski Timothy (Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, United States) ,  Wang Kevin (Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia, United States)
資料名： ASME Conference Proceedings  (ASME Conference Proceedings)
号： IMECE2021  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： A0478C  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 水中爆発は,海洋車両とプラットフォームの構造健全性に大きな脅威をもたらす。爆発と結果として生じる構造応答からの動的荷重の正確な予測は,保守的設計なしで安全性を確保するために重要である。爆発電荷と構造間の距離が比較的小さい場合(すなわち,近接場爆発),気体爆発生成物の動力学,すなわち「気泡」は,気泡,周囲の液体水,および固体構造の相互作用を特徴とするマルチフィジックス問題をレンダリングする。この問題は,衝撃波,大きな変形,降伏,接触,および多分破壊を含むので,非常に非線形である。本論文では,爆発気泡の繰返し膨張と崩壊と,その近傍における薄肉弾塑性円筒シェルの変形の間の2方向相互作用を研究した。直感的に,衝撃波が薄い円筒シェルに衝突するとき,シェルは衝撃伝播方向に崩壊する。しかし,いくつかの最近の実験室実験は,ある条件の下で,シェルが衝撃伝播の方向に垂直である反直感的モードで崩壊することを示した。言い換えれば,構造表面の最も近い点は,圧縮衝撃によって影響を受けるにもかかわらず,爆発電荷に向かって移動した。本論文では,この現象を数値シミュレーションにより複製し,基礎となる機構の解明に焦点を当てた。非線形有限要素構造力学ソルバと有限体積圧縮性流体動力学ソルバを結合する最近開発した計算フレームワーク(FIVER)を用いて,本研究を完成させた。ソルバは,構造(すなわち,流体-構造界面)の濡れ表面を追跡するために,埋込み境界法を用いて,大きな構造変形とトポロジー変化(例えば,破壊)を扱うことができる。また,ソルバは気泡表面(すなわち,液体-ガス界面)を追跡するためのレベルセット法を採用した。界面を横切る衝撃波の伝搬を自然に収容する一次元多重材料Riemann問題を解くことにより,流体-構造と液体-気体界面条件を実行した。本論文では,メッシュ精密化研究を行い,様々なメッシュパラメータに対する結果の感度を調べた。結果は,精密化の中間レベルが精度と計算コストの両方に関して適切であることを示した。次に,気泡と構造の両方の変形履歴を提示し,上述の反直感的崩壊モードの詳細な見解を提供するために解析した。時間的に,構造崩壊は気泡振動の多重サイクルをスパンすることを示した。流体圧力,構造変位,および気泡サイズの時間履歴に関する付加的詳細を提示して,この動的気泡-構造相互作用と結果として生じる構造破壊を解明した。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 界面 ,  *気泡 ,  シミュレーション ,  衝撃 ,  衝撃波 ,  *相互作用 ,  電荷 ,  濡れ ,  変形 ,  流体力学 ,  *爆発 ,  弾塑性 ,  多重化 ,  一次元
準シソーラス用語： 数値シミュレーション ,  ソルバ , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U)

タイトルに関連する用語 (6件)： 近傍場 ,  水中爆発 ,  気泡 ,  相互作用 ,  計算 ,  解析