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细棒入水动力学特性的解析计算与数值模拟

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结合解析计算与数值模拟本文研究了均匀细棒低速入水过程中水的阻力系数和细棒密度这两个因素对其入水过程的动力学特性的影响.根据牛顿第二定律首先建立动力学微分方程并求得了解析解,由此进行数值计算并对其运动状态的动力学特性进行了分析.结果表明若细棒密度比水的大,不管以任何初速度入水,最终都会趋向于一个稳定的极限下沉速度,该极限速度正比于细棒与水的密度差,反比于水的阻力系数.但当密度差较小时,细棒的下沉速度先达到一个峰值,然后减速并逐渐趋向于稳定极限下沉速度.相反,如果细棒的密度不大于水的密度,则细棒入水后最终会静止不动而悬浮于水中.
Analytical calculation and numerical simulation of the dynamics of water-entry of a slender rod

water-entry of heavy objectanalytical calculationnumerical simulationlimit sinking velocityensity difference between heavy object and water

张宇锋、谢东、韦相忠、上官王佐

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广西中医药大学 药学院及公管学院,广西 南宁 530200

贵州电子信息职业技术学院,贵州 凯里 556000

重物入水 解析计算 数值模拟 极限下沉速度 重物与水密度差

广西中医药大学博士启动经费

2021BS008

2024

10.16854/j.cnki.1000-0712.220549

大学物理
中国物理学会

大学物理

影响因子：0.333
ISSN：1000-0712
年,卷(期)：2024.43(1)
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