赵九龙，闫发锁，樊 磊

（1.哈尔滨工程大学，哈尔滨150001；2.交通运输部 上海打捞局，上海 200090；3.德州农工大学，德克萨斯州 77840，美国）

基于改进Wagner方法的轴对称体入水“后时段”砰击载荷数值计算

赵九龙1，2，闫发锁1，樊 磊3

（1.哈尔滨工程大学，哈尔滨150001；2.交通运输部 上海打捞局，上海 200090；3.德州农工大学，德克萨斯州 77840，美国）

文章基于三维边界元方法研究了三维轴对称体入水砰击载荷的数值算法。算法从三维力学模型出发，继承Wagner自由液面抬升理论，引入浸深因子Cw以确定自由液面抬升高度，将自由液面线性化处理，同时考虑网格运动，在自由液面附近对网格进行截断重构，以确保水下湿面积的精准。算法中使用考虑加权运动项的非线性伯努利方程计算得到入水结构的表面压力，进一步积分可得入水结构的总体受力；另外，算法中引入虚拟面元的概念，将砰击载荷计算时历延长至液面高于坠物制高点之后，扩大了传统入水载荷计算的时历范围，并且文中引用Alaoui半球入水试验，对算法的正确性及适用性进行了验证。

轴对称体；砰击载荷；液面升高；网格截断；虚拟面元

0 引 言

结构物在短时间内迅速进入液体，随之产生液体飞溅的现象称之为砰击。然而，砰击涵盖的面非常广泛，广义的砰击概念是指结构物与流体发生的碰撞现象，一般都涉及到固、液、气三种介质的相互耦合，是一种瞬态的强非线性、强耦合和极其复杂的物理现象。在工程实际中，砰击问题非常易见，例如：水上飞机水面降落、船舶在恶劣海况中的底部砰击、舰船上的救生艇落水、航天运载器的水面回收、鱼雷空投入水等问题都属于该范畴。……