高速破片撞击下飞机油箱水锤效应的数值模拟研究

高速破片撞击飞机油箱的数值模拟研究（2014年）是一项针对飞行器安全性的重要工程问题。该论文由中国学者白强本、李向东、贾飞和杨亚东在南京理工大学机械工程学院进行，发表于《Ordnance Industry Automation》杂志，2014年第1期。研究的焦点在于利用数值计算方法来评估飞机油箱在水锤效应（Hydrodynamic Ram Effect, HRAM）下遭受高速破片冲击时的破坏情况。 研究采用了赋予破片速度的数值模拟技术，结合了Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) 模型，这是一种动态网格方法，能够处理非结构网格上的复杂变形问题。通过模拟，研究人员对比了不同破片速度（如高速撞击）和不同充水比例（如部分填充或完全充满）对油箱破坏响应的影响。结果显示，与空油箱相比，充满水的油箱在高速破片冲击下表现出显著的破坏效应，特别是箱体前后壁的穿孔区域，这里的损伤最为严重。随着破片速度的提升，油箱前后壁的变形程度也随之增加。 值得注意的是，部分充水的油箱在变形上表现得更为优越，特别是当填充比率达到75%和85%时，变形差距并不明显。这可能意味着对于一定的安全标准，适度的水分填充可以作为一种有效的防护策略，减轻破片冲击造成的结构损坏。 该研究的关键词包括高速破片、充水油箱、水锤效应和数值模拟，这些关键词反映了研究的核心内容和方法。该研究成果对于飞机设计、材料选择以及结构优化具有实际应用价值，有助于提高飞行器的安全性和耐冲击性。此外，该工作也展示了数值模拟在航空工程领域中的关键作用，它能够提供精确的预测，帮助工程师们提前预判并防止潜在的灾难性后果。