高壓氣槍氣泡動力學

目錄
前言
符號表
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 地震源發(fā)展過程 5
1.3 高壓氣槍氣泡研究方法及進展 11
1.3.1 球形氣泡動力學理論 11
1.3.2 高壓氣槍氣泡動力學研究 16
1.3.3 數(shù)值模擬研究 21
1.3.4 實驗研究 25
1.4 國內(nèi)外研究綜述小結(jié) 27
1.5 本書主要內(nèi)容 28
第2章 高壓氣槍氣泡壓力子波的快速模擬及優(yōu)化 30
2.1 引言 30
2.2 高壓氣槍氣泡基本理論 30
2.2.1 單槍氣泡脈動模型 30
2.2.2 傳質(zhì)傳熱過程分析 32
2.2.3 初始條件及計算流程 35
2.2.4 氣泡動力學模型驗證 36
2.3 單槍氣泡脈動特性 37
2.3.1 初始條件影響及校核方法 37
2.3.2 單槍性能影響因素分析 40
2.3.3 GI 槍球形氣泡脈動模型 45
2.4 氣槍陣列氣泡遠場壓力子波模擬 48
2.4.1 氣泡群相互作用 48
2.4.2 氣槍陣列模型驗證 50
2.5 本章小結(jié) 52
第3章 高壓氣槍陣列優(yōu)化設(shè)計方法 53
3.1 氣槍陣列優(yōu)化方法及軟件開發(fā) 53
3.1.1 軟件開發(fā)及其功能 53
3.1.2 粒子群算法 55
3.1.3 優(yōu)化目標函數(shù) 56
3.1.4 待優(yōu)化的控制參數(shù) 58
3.2 單槍調(diào)整計算結(jié)果 61
3.2.1 調(diào)整氣槍容積 61
3.2.2 調(diào)整氣槍深度 62
3.2.3 調(diào)整氣槍間距 64
3.2.4 交換氣槍位置 65
3.3 子陣列調(diào)整計算結(jié)果 67
3.3.1 子陣列深度調(diào)整 67
3.3.2 子陣列位置交換 67
3.3.3 延遲空間陣列 68
3.4 本章小結(jié) 69
第4章 非球形氣槍氣泡對壓力子波的影響分析 70
4.1 引言 70
4.2 基于邊界積分法的氣槍氣泡模擬 70
4.2.1 控制方程及定解條件 70
4.2.2 邊界積分法基本理論 71
4.2.3 渦環(huán)模型基本理論 72
4.2.4 求解流程 74
4.2.5 數(shù)值模型驗證 75
4.3 浮力效應的影響 78
4.4 自由液面的影響 79
4.5 氣槍槍體的影響 83
4.5.1 氣槍氣泡動力學模型簡化 83
4.5.2 模型交界點處理 84
4.5.3 流場壓力及速度計算 86
4.5.4 計算結(jié)果 88
4.6 本章小結(jié) 91
第5章 多氣槍氣泡相干問題分析 93
5.1 引言 93
5.2 多氣泡脈動模型 94
5.2.1 氣泡融合處理 95
5.2.2 網(wǎng)格節(jié)點及速度勢光順 98
5.2.3 多渦環(huán)模型 99
5.3 雙氣槍相干 100
5.4 水平布置三氣泡 104
5.5 水平布置四氣泡 109
5.6 環(huán)形布置三氣泡 114
5.7 環(huán)形布置四氣泡 116
5.8 氣槍陣列氣泡群 118
5.9 本章小結(jié) 121
第6章 氣泡與氣槍槍體相互作用的精細化數(shù)值模擬 122
6.1 引言 122
6.2 槍體長度影響分析 122
6.2.1 歐拉有限元法 122
6.2.2 較小氣槍長度 124
6.2.3 較大氣槍長度 125
6.2.4 定量分析 126
6.3 環(huán)形開口氣槍氣泡 127
6.3.1 有限體積法 127
6.3.2 軸對稱氣槍模型 130
6.3.3 開口位置的影響 131
6.3.4 開口高度的影響 136
6.4 不同開口形式的氣槍氣泡 139
6.4.1 三維氣槍模型 139
6.4.2 四開口氣槍 140
6.4.3 環(huán)形開口氣槍 144
6.5 本章小結(jié) 146
第7章 實驗室條件下的高壓放電震源氣泡動力學特性 147
7.1 引言 147
7.2 高壓放電氣泡實驗方法 147
7.2.1 實驗裝置及方法 147
7.2.2 數(shù)據(jù)測量及無量綱化 149
7.2.3 不同氣泡激勵方式對比 150
7.3 自由場中氣泡脈動特性 152
7.3.1 基本現(xiàn)象 152
7.3.2 氣泡成分分析 154
7.4 近自由面氣泡脈動特性 155
7.4.1 基本現(xiàn)象 155
7.4.2 放電電壓的影響 158
7.4.3 距離參數(shù)對自由面的影響 160
7.4.4 距離參數(shù)對氣泡脈動影響 164
7.5 近剛性邊界氣泡脈動特性 166
7.5.1 基本現(xiàn)象 166
7.5.2 距離參數(shù)的影響 167
7.5.3 豎直剛性壁面的影響 169
7.6 近自由面和壁面氣泡脈動特性 170
7.6.1 基本現(xiàn)象 170
7.6.2 距離參數(shù)的影響 171
7.6.3 傾斜角度的影響 172
7.7 邊界對氣泡動力學特性的影響分析 173
7.7.1 大氣泡半徑 173
7.7.2 氣泡脈動周期 174
7.7.3 射流尖端速度 175
7.7.4 氣泡中心遷移 176
7.8 本章小結(jié) 178
第8章 槍體邊界和開口形式對氣泡脈動影響的實驗分析 180
8.1 引言 180
8.2 氣槍氣泡實驗方法及裝置 180
8.3 環(huán)形開口氣槍實驗 181
8.3.1 較小槍體直徑 181
8.3.2 中尺度槍體直徑 183
8.3.3 較大槍體直徑 184
8.3.4 結(jié)果討論 184
8.4 四開口氣槍實驗 185
8.4.1 較小槍體直徑 185
8.4.2 中尺度槍體直徑 187
8.4.3 較大槍體直徑 188
8.4.4 結(jié)果討論 189
8.5 氣槍開口形式影響分析 190
8.6 本章小結(jié) 191
第9章 氣槍氣泡載荷作用下船舶結(jié)構(gòu)的沖擊響應分析 193
9.1 引言 193
9.2 氣槍氣泡作用下水下圓柱殼的沖擊響應分析 194
9.2.1 剛性圓柱殼 194
9.2.2 彈塑性圓柱殼 197
9.3 氣槍氣泡作用下水面船舶結(jié)構(gòu)的沖擊響應分析 199
9.4 本章小結(jié) 203
參考文獻 204