پاسخ یک استوانه غوطه‌ور به موج ضربه‌ای انفجار زیر آب

این مثال نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از Abaqus/Explicit برای پیش‌بینی پاسخ گذرای سازه‌های غوطه‌وری که تحت بارگذاری موج ضربه‌ای فشاری صوتی ناشی از انفجار زیر آب ( UNDEX ) قرار دارند، استفاده کرد.

در این صفحه بحث می‌شود:

شرح مسئله و هندسه
مدل آباکوس/صریح
کوپلینگ سیال-سازه و بارگذاری موج ضربه‌ای
نتایج و بحث
فایل‌های ورودی
منابع
جداول
ارقام

این دسته از مسائل با کوپلینگ قوی بین حرکات سازه و فشارهای آکوستیکی بر روی سطح مشترک خیس شده بین سیال خارجی و سازه مشخص می‌شوند. پاسخ سازه در یک سیستم آکوستیک-سازه‌ای با کوپلینگ قوی را می‌توان به صورت ترکیبی از موارد زیر توصیف کرد:

پاسخ فرکانس پایین که با طول موج‌های ساختاری که به طور قابل توجهی کوتاه‌تر از طول موج‌های صوتی مرتبط هستند، مشخص می‌شود. سیال خارجی روی سازه، جرم مؤثری به سازه روی سطح مشترک خیس‌شده اضافه می‌کند.

پاسخ فرکانس بالا که با طول موج‌های ساختاری که به طور قابل توجهی طولانی‌تر از طول موج‌های صوتی مرتبط هستند، مشخص می‌شود. سیال خارجی روی سازه به عنوان یک مکانیسم میرایی ساده عمل می‌کند، که در آن انرژی از طریق تابش صوتی از سازه دور می‌شود.

پاسخ فرکانسی متوسط ​​که با طول موج‌های ساختاری مشابه با طول موج‌های صوتی مرتبط مشخص می‌شود. در این رژیم فرکانسی، سیال خارجی هم جرم افزوده و هم تأثیر میرایی تابشی بر سازه دارد.

موج فشار کروی مرتبط با بارگذاری ضربه‌ای انفجار زیر آب ( UNDEX ) با یک جبهه بسیار شیب‌دار مشخص می‌شود که در آن حداکثر فشار در مدت زمان بسیار کوتاهی (زمان افزایش) به دست می‌آید. سپس فشار به صورت نمایی در مدت زمان بسیار طولانی‌تری کاهش می‌یابد. بنابراین، می‌توان انتظار داشت که بارهای ضربه‌ای UNDEX سازه‌های غوطه‌ور را در محدوده فرکانسی وسیعی که شامل فرکانس‌های پاسخ پایین، بالا و متوسط ​​​​است، تحریک کنند. مرزهای سیال خارجی باید در فاصله کافی از سازه قرار گیرند تا پاسخ فرکانس پایین مناسب تضمین شود، در حالی که اندازه عناصر آکوستیک باید به اندازه کافی کوچک باشد تا به طور دقیق نشان‌دهنده انتشار امواج آکوستیک با فرکانس بالا به دور از سازه غوطه‌ور باشد.