空氣墊與來風(fēng)對結(jié)構(gòu)物墜落砰擊影響的仿真*

朱良生 于龍飛 張善舉 李健華

(1.華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣東 廣州510640;2.廣州航海學(xué)院 海運(yùn)學(xué)院，廣東 廣州510725)

隨著各國海上平臺作業(yè)、橋梁工程與港口碼頭工程的日益增多，如何有效評估結(jié)構(gòu)物從一定高度墜落砰擊入水后對受砰擊水體產(chǎn)生的影響，引起了越來越多科研人員的關(guān)注與重視.海洋結(jié)構(gòu)物在空氣中從一定高度墜落砰擊入水，將對結(jié)構(gòu)物本身及受砰擊水體產(chǎn)生興波和水體壓力變化等動力響應(yīng)，如何準(zhǔn)確預(yù)測與分析該動力響應(yīng)是研究人員一直關(guān)心的課題.在過去幾十年，國內(nèi)外學(xué)者從理論研究、試驗(yàn)方法和數(shù)值分析等各方面對結(jié)構(gòu)物砰擊入水問題作了很多研究工作，并取得了不少豐碩成果.但這些研究工作多集中在對結(jié)構(gòu)物本身響應(yīng)方面，如Takao 等［1-5］通過數(shù)值方法對船艏外飄的結(jié)構(gòu)物響應(yīng)等等進(jìn)行過分析.但也有少量學(xué)者對新出現(xiàn)的砰擊課題給予了關(guān)注，并展開了部分研究工作.如鄭傳彬等［6］對斷橋面模型的入水砰擊進(jìn)行物模研究，吳家鳴等［7-8］借助通用軟件對矩形體勻速入水引起的動力響應(yīng)進(jìn)行研究，張軍等［9］對二維楔形體入水的初期流場進(jìn)行模擬仿真方面的工作.

自從曹正林等［10］對空氣墊研究成果整理發(fā)現(xiàn)，1967年首次在試驗(yàn)中證實(shí)空氣墊存在至今，人們在對砰擊模型進(jìn)行物模試驗(yàn)時，皆證實(shí)了空氣墊的存在，并對砰擊過程產(chǎn)生的影響進(jìn)行了不同角度的分析，曹正林等進(jìn)一步對二維高速三體船連接橋模型的勻速入水進(jìn)行過研究，分析了空氣層對砰擊峰值壓力的影響;陳震等［11］對空氣墊在平底結(jié)構(gòu)物入水砰擊中的作用進(jìn)行二維仿真分析，深入探討空氣墊對結(jié)構(gòu)物荷載響應(yīng)的影響;筆者對任意結(jié)構(gòu)物在空中阻尼墜落過程的砰擊速度- 高度關(guān)系進(jìn)行分析［12］.人們對空氣墊的其他研究則更多來自于空氣墊對氣墊船或其他結(jié)構(gòu)物的支撐作用［13］，而來風(fēng)對砰擊的影響并未見相應(yīng)的公開研究文獻(xiàn).總的來說，對三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)物以六自由度墜落砰擊入水過程、空氣墊及來風(fēng)對整個過程的影響，并未見相應(yīng)的研究文獻(xiàn)，因此對該過程中空氣墊與來風(fēng)的作用進(jìn)行研究顯得十分必要.通過對砰擊過程的機(jī)理進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，砰擊對水域的水動力影響與砰擊發(fā)生前的砰擊速度、砰擊姿態(tài)等因素密切相關(guān).文中通過流體運(yùn)動方程和剛體運(yùn)動方程建立三維結(jié)構(gòu)物六自由度(6DOF)運(yùn)動過程墜落砰擊入水的數(shù)學(xué)模型，借助數(shù)值計(jì)算研究手段，對結(jié)構(gòu)物在空中一定高度，以六自由度運(yùn)動墜落砰擊入水的過程進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，探討了空氣墊以及來風(fēng)對結(jié)構(gòu)物砰擊入水過程的影響.

1 墜落機(jī)理分析和耦合控制方程

1.1 墜落時氣-固耦合過程分析

三維結(jié)構(gòu)物從空中一定高度，含阻尼墜落砰擊入水過程中，結(jié)構(gòu)物在空氣中的運(yùn)動是由作用在其上的氣動力、力矩以及其他力(如下落時的重力、初始推力)等共同作用決定，而結(jié)構(gòu)物的不同姿態(tài)和運(yùn)動速度又對氣體產(chǎn)生不同的邊界面和邊界條件，對氣體的運(yùn)動產(chǎn)生影響，最終影響結(jié)構(gòu)物入水砰擊的姿態(tài)與砰擊速度.所以，整個墜落過程都在結(jié)構(gòu)物與氣體不斷相互作用下進(jìn)行，是個比較復(fù)雜的流固耦合運(yùn)動過程.結(jié)構(gòu)物因空氣墊和來風(fēng)影響而改變砰擊姿態(tài)和砰擊速度，來風(fēng)及空氣墊對結(jié)構(gòu)物空中姿態(tài)與速度影響如圖1所示.下面分別對空氣墊與來風(fēng)對結(jié)構(gòu)物砰擊影響機(jī)理進(jìn)行分析.

圖1 來風(fēng)對結(jié)構(gòu)物姿態(tài)的影響Fig.1 Effect of wind on object pose

1.1.1 空氣墊影響

結(jié)構(gòu)物本身受重力與空氣浮力影響而下落，在墜落過程中，隨著速度的不斷增大，結(jié)構(gòu)物所受阻力越來越大，從而迫使其墜落加速度開始減低;與此同時，由于結(jié)構(gòu)物外形特征而導(dǎo)致不同部位所受的氣動力將不同，對具有捕獲空氣能力的結(jié)構(gòu)物而言，將由于空氣墊的存在而使得結(jié)構(gòu)物呈現(xiàn)中間壓力高、邊沿壓力低的受力分布格局，并降低結(jié)構(gòu)物的入水砰擊速度.

1.1.2 來風(fēng)影響

當(dāng)存在來風(fēng)天氣，氣流將對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生類似機(jī)翼的阻力與升力.在垂向上，氣流對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的升力將強(qiáng)化空氣墊的作用，從而進(jìn)一步減緩其墜落速度，并將迫使結(jié)構(gòu)物的墜落姿態(tài)進(jìn)行一定調(diào)整，這種調(diào)整主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)物來風(fēng)方向上下游的受力不平衡，導(dǎo)致在迎風(fēng)面形成抬頭趨勢;在橫向上，結(jié)構(gòu)物的橫向速度同樣會在來風(fēng)方向上出現(xiàn)正負(fù)交替值，并與空氣墊一道對結(jié)構(gòu)物下落速度與姿態(tài)產(chǎn)生影響，使得結(jié)構(gòu)物整體上呈現(xiàn)“之”字形下落過程.因此，結(jié)構(gòu)物的整個墜落過程就在結(jié)構(gòu)物與氣動力的交互作用下進(jìn)行.

1.2 流體運(yùn)動控制方程

結(jié)構(gòu)物在墜落過程中，假設(shè)整個砰擊過程的計(jì)算域?yàn)橥耆牧?，則砰擊過程需要求取的控制方程、湍動能k 和耗散率ε 方程分別為

式中:ρ 為流體密度;t 為時間;ui、uj為速度分量時均值，i，j=1，2，3;p 為壓力時均值;ρgi、Fi分別為重力體積力和其他體積力;Gk表示由于平均速度梯度引起的湍動能產(chǎn)生項(xiàng);C1ε= 1.44，C2ε=1.92;αk、αε分別是湍動能k 和耗散率ε 的有效湍流普朗特數(shù)的倒數(shù)，分別取1.0 和1.3;μeff為有效湍流粘性系數(shù)，湍流粘性系數(shù)計(jì)算公式為

對于砰擊過程形成的空氣墊，其實(shí)際氣體狀態(tài)方程(范德瓦爾斯?fàn)顟B(tài)方程)為

式中:a、b 為范德瓦爾常數(shù)，與分子的大小和相互作用力有關(guān)，隨物質(zhì)不同而異，由實(shí)驗(yàn)方法確定;為分子之間吸引力的修正值;b 為考慮到分子本身所占有體積的修正值.根據(jù)工程熱力學(xué)相關(guān)知識，結(jié)構(gòu)物墜落過程中的空氣可以看成理想氣體.則對應(yīng)的理想氣體狀態(tài)方程為

結(jié)合能量方程對理想氣體方程進(jìn)行求解，對應(yīng)的能量輸運(yùn)方程為

式中:E、keff分別為能量和有效導(dǎo)熱系數(shù)，

其中，Jj'為組分j'的擴(kuò)散通量;方程右邊前三項(xiàng)分別為導(dǎo)熱項(xiàng)、組分?jǐn)U散項(xiàng)和粘性耗散項(xiàng);Sh為包括化學(xué)反應(yīng)熱和其他體積熱源的源項(xiàng)，模型中其值為0;p 為氣體壓力;ρ 為密度;R 為空氣摩爾常數(shù);T 為絕對溫度.在邊界層外部區(qū)域，可以將流體看成無粘的，此時式(8)可以進(jìn)一步簡化為

1.3 剛體6 自由度運(yùn)動方程

對于海洋結(jié)構(gòu)物而言，其剛度往往較大，砰擊過程引起的結(jié)構(gòu)物輕微形變效應(yīng)對砰擊速度的影響十分有限，因此將結(jié)構(gòu)物假定為剛體.

結(jié)構(gòu)物在空氣中從一定高度墜落砰擊入水的真實(shí)過程為六自由度運(yùn)動過程，包括3 個方向的位移與相應(yīng)軸向的運(yùn)動，其計(jì)算原理的分析示意圖如圖2所示.

圖2 6DOF 計(jì)算原理示意圖［14］Fig.2 Sketch map of 6DOF calculation ［14］

假設(shè)結(jié)構(gòu)物墜落過程中的平動與轉(zhuǎn)動分別用vc.g.(vx，vy，vz)，和ωc.g.(ωx，ωy，ωz)來描述，由于線速度和角速度在墜落過程中都是時間的函數(shù)，因此，除了運(yùn)動外，還必須確定質(zhì)心的位置和剛體的運(yùn)動方向.設(shè)xnc.g.和θnc.g.分別表示當(dāng)前第n 時間步的質(zhì)心位置和方向，則下一個時間步n+1 時的質(zhì)心位置及方向?yàn)?/p>

式中，G 為變換矩陣.

剛體的位置矢量根據(jù)瞬時角速度ωc.g.的轉(zhuǎn)動而更新.對于一個有限的轉(zhuǎn)動角，最終的位置矢量xr相對于xc.g.可以表示為

其中，Δx 可以表示為Xc.g.，并且

式中，單位矢量eθ和er分別定義為

如果剛體繞質(zhì)心平動vc.g.，則第n +1 個時間步的位置為

式中，xn+1r由式(14)給出.

2 數(shù)值模型建立與驗(yàn)證

2.1 數(shù)值方法

對結(jié)構(gòu)物墜落過程的Re 計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，整個過程基本為湍流過程，考慮到砰擊過程中出現(xiàn)的局部漩渦，采取k-ε 湍流模型進(jìn)行求解;考慮到結(jié)構(gòu)物墜落運(yùn)動受到空氣墊和來風(fēng)的影響，采用6DOF 方程對其進(jìn)行計(jì)算，并以VOF 模型來完成自由液面的追蹤.為了準(zhǔn)確模擬墜落砰擊過程，在結(jié)構(gòu)物近壁面進(jìn)行邊界層網(wǎng)格加密，底層邊界層網(wǎng)格的高度Δy通過不斷計(jì)算和調(diào)整無量綱長度y+來選取，邊界層網(wǎng)格尺寸為0.01 m 級別;在計(jì)算域的大小選取上，為了確保砰擊過程不受邊界影響并考慮計(jì)算設(shè)備的計(jì)算能力，取約10 倍幾何結(jié)構(gòu)物尺寸大小設(shè)定為計(jì)算域.在控制方程離散方面，對流項(xiàng)進(jìn)行二階迎風(fēng)格式的離散，擴(kuò)散項(xiàng)采取中心差分格式的離散.為了便于對整個數(shù)值模擬進(jìn)行比較與驗(yàn)證，并接近真實(shí)墜落過程，模型與物模相一致，采用壓力-速度耦合方式計(jì)算.時間步長為0.005 s.

2.2 幾何模型建立

根據(jù)前面給出的理論與相應(yīng)計(jì)算方法建立數(shù)值模型.為了便于對研究結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)中的幾何模型與物模結(jié)構(gòu)完全一致.圖3為數(shù)模示意圖，需要說明的是，文中網(wǎng)格密度比示意圖中要致密許多，選取該圖主要出于更清晰顯示的需要.幾何模型的尺寸如圖4所示，結(jié)構(gòu)物長167 cm.整個計(jì)算域長寬高尺寸為1320 cm×429 cm×165 cm.模型下方根據(jù)需要設(shè)定為一定深度的水.

圖3 數(shù)模示意圖Fig.3 Numerical sketch map

圖4 幾何模型尺寸(單位:cm)Fig.4 Geometric model size(Unit:cm)

2.3 數(shù)模驗(yàn)證

為了檢驗(yàn)前面建立數(shù)值模型的合理性，對結(jié)構(gòu)物從墜落砰擊靜水面的過程進(jìn)行數(shù)值模擬，由于在相應(yīng)物模試驗(yàn)中，只對0.07 m 高度下的墜落過程進(jìn)行了速度檢測，故模擬高度選在0.07m，以利于并將模擬結(jié)果與物模結(jié)果相比較.

在物模的砰擊試驗(yàn)過程中［15］，通過對加速度進(jìn)行積分發(fā)現(xiàn)，在物模的實(shí)際砰擊速度當(dāng)中，最大速度達(dá)到了約0.88 m/s.如果假定為自由落體運(yùn)動，則砰擊前的最大砰擊速度應(yīng)當(dāng)為1.17 m/s.

在數(shù)值模擬過程當(dāng)中，通過對結(jié)構(gòu)物的6 自由度墜落過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到結(jié)構(gòu)物在整個下落過程的速度、壓力時間歷程曲線，如圖5所示.對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以得出:結(jié)構(gòu)物在與水面接觸發(fā)生砰擊時刻的砰擊速度為0.90 m/s，這一數(shù)據(jù)與物模試驗(yàn)中通過加速度所積分得到的0.88 m/s 基本吻合.可以看出，在數(shù)模試驗(yàn)中，空氣墊對砰擊速度的影響達(dá)到了30.2%，由此可見，在三維結(jié)構(gòu)物的砰擊過程中，空氣墊對砰擊速度的影響非常大.

圖5 砰擊面壓力與速度曲線Fig.5 Curves of slamming pressure and velocity

3 空氣墊與來風(fēng)對砰擊的影響

3.1 空氣墊對砰擊速度的影響

為了進(jìn)一步驗(yàn)證空氣墊對結(jié)構(gòu)物墜落砰擊速度的影響，進(jìn)一步對0.22、0.38、0.47、0.80 m 高度下的墜落砰擊過程進(jìn)行了數(shù)值模擬.圖6(a)、6(b)分別為0.22 m 高度墜落砰擊的結(jié)構(gòu)物速度歷時曲線和壓力歷時曲線.

圖6 0.22 m 高度墜落速度和壓力曲線Fig.6 Velocity and pressure curves at 0.22 m height fall

從圖6中可以看出，空氣墊對結(jié)構(gòu)物墜落速度的影響與圖5中0.07 m 高度時相比，因?yàn)槌霈F(xiàn)了墜落峰值速度而變得有些不同，即空氣墊對結(jié)構(gòu)物速度的影響可以分成兩個階段:出現(xiàn)峰值速度前的影響與出現(xiàn)峰值速度之后至發(fā)生砰擊之前的影響.通過對其他高度下的墜落砰擊過程進(jìn)行模擬分析，發(fā)現(xiàn)皆出現(xiàn)了這種情況.對各高度下結(jié)構(gòu)物墜落砰擊速度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納，結(jié)果如表1所示.表1中:H 為墜落高度;vmax為峰值速度;vslam為砰擊速度;vt為理論砰擊速度(自由落體運(yùn)動);誤差為空氣墊對砰擊速度影響大小;表中工況除0.38 m 高度下存在來風(fēng)背景，其他工況皆為無風(fēng)背景.

表1 空氣墊與來風(fēng)對砰擊速度的影響Table1 Effect of wind and air cushion on speed

對表1數(shù)據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行分析可以得出，不同高度下的墜落砰擊入水過程，空氣墊皆對結(jié)構(gòu)物的砰擊速度產(chǎn)生重要影響，而隨著墜落高度的增加，空氣墊對砰擊速度的影響有減小的趨勢.

3.2 來風(fēng)對墜落砰擊的影響

假設(shè)結(jié)構(gòu)物在3 m/s 的來風(fēng)背景下進(jìn)行墜落砰擊，其他條件與0.38 m 高度下落砰擊條件一致.圖7、圖8(a)、8(b)分別為結(jié)構(gòu)物砰擊面的峰值壓力歷程曲線、結(jié)構(gòu)物垂向速度歷時曲線和橫向速度歷時曲線，為了更清晰地顯示來風(fēng)對結(jié)構(gòu)物橫向運(yùn)動的影響，將橫向速度曲線時間軸放大，如圖8(c)所示.

圖7 砰擊面最大壓力時間歷程Fig.7 Max pressure curve at slamming face

圖8 0.38 m 時結(jié)構(gòu)物垂向和橫向速度Fig.8 Vertical and lateral velocity curve at 0.38 m height fall

將來風(fēng)背景下的結(jié)構(gòu)物垂向速度歷時曲線與無風(fēng)時(見表1)相應(yīng)值進(jìn)行對比可以發(fā)現(xiàn)，在無風(fēng)天氣下，結(jié)構(gòu)物最大墜落速度與砰擊時刻速度分別為2.32、2.20 m/s，而在3.00 m/s 的來風(fēng)天氣下，對應(yīng)速度分別降為2.25、2.11 m/s，速度分別下降了3.11%與4.27%.可見，空氣墊對結(jié)構(gòu)物墜落的作用效果會受來風(fēng)天氣的影響.同時，由于結(jié)構(gòu)物的垂向受力不平衡而產(chǎn)生了氣體升力，對結(jié)構(gòu)物形成“抬升”效應(yīng)，并對結(jié)構(gòu)物的墜落姿態(tài)進(jìn)行了一定的調(diào)整.

另一方面，通過圖8(c)可以看出，在結(jié)構(gòu)物的橫向速度方面，一度出現(xiàn)了與來風(fēng)方向相反的速度，究其原因，依然是來風(fēng)在起作用，通過來風(fēng)前期對結(jié)構(gòu)物姿態(tài)的調(diào)整，使得結(jié)構(gòu)物與來風(fēng)形成了一定的夾角，類似于逆風(fēng)駕駛中的帆船，因?yàn)槠涮厥獾慕Y(jié)構(gòu)物形狀與角度，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)物在來風(fēng)方向上的“迎風(fēng)而上”.最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物呈“之”字形擺動墜落砰擊入水.這種現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中同樣可見，比如在秋天飄落的樹葉，就會因?yàn)闅饬鞯挠绊懚鴣砘仫h蕩下落，只是與樹葉相比，海洋結(jié)構(gòu)物重度要大許多，以至于不借助于特殊的表現(xiàn)手段，難以通過肉眼觀察出來.

3.3 空氣墊的內(nèi)能變化

結(jié)合氣體能量方程對上述模型進(jìn)行求解，結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)物墜落過程捕獲的空氣墊會因?yàn)榧ち覕_動產(chǎn)生熱量.圖9(a)、9(b)為0.47 m 高度墜落砰擊過程中，分別在砰擊發(fā)生時刻和產(chǎn)生最大波高時刻的斷面氣流溫度分布云圖.

從圖9(a)、9(b)可以看出，氣流的溫度變化體現(xiàn)了以下幾個特點(diǎn):①氣腔內(nèi)溫度最高.在氣腔內(nèi)，空氣氣壓最大，因此該區(qū)域的溫度最高;②氣流沿著自由水面上方傳播，并隨著氣流的擴(kuò)散而影響溫度場的變化;③氣溫變化極為有限.對于0.47 m 高度墜落的結(jié)構(gòu)物而言，其下落最大速度僅為2.57 m/s，對空氣的加熱效果有限，通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后得出升溫的幅值大約為8°.

圖9 砰擊發(fā)生時刻和興波后斷面溫度分布云圖Fig.9 Temperature contours at slamming moment and after wave making

3.4 空氣墊對結(jié)構(gòu)物壓力的影響

同樣，由于空氣墊的存在，對結(jié)構(gòu)物在墜落過程中的壓力分布也產(chǎn)生了影響.

假定結(jié)構(gòu)物長度方向?yàn)闄M向，水平面另一個方向?yàn)榭v向.那么，從圖10(a)和圖11(a)可以看出，不管是在橫向還是縱向上，結(jié)構(gòu)物墜落過程中砰擊面的總體壓力分布，呈現(xiàn)從中間到邊沿的由高而低分布格局.這點(diǎn)也和文獻(xiàn)［12］中研究成果相一致.在結(jié)構(gòu)物砰擊面的背面中間部位，則出現(xiàn)了輕微的負(fù)壓.在背面的邊沿部位產(chǎn)生了一定的渦旋.砰擊面的空氣墊正壓，與砰擊面背面中間部位的負(fù)壓一起，構(gòu)成了對結(jié)構(gòu)物墜落過程的減速過程.而對于動態(tài)壓力分布，則出現(xiàn)了不同特性，從圖10(b)和圖11(b)可以看出，在空氣墊的中心區(qū)域，由于相對封閉空氣腔的形成，導(dǎo)致該區(qū)域的動壓相對很低，氣流基本沒有出現(xiàn)擾動，與此形成明顯不同的是，在空氣墊的邊沿，則由于空氣的逃逸而形成了較大動壓，這點(diǎn)通過對結(jié)構(gòu)物墜落過程即墜落峰值速度時刻和砰擊發(fā)生時刻的斷面動態(tài)壓力分布云圖更容易看得出來.結(jié)構(gòu)物墜落峰值速度時刻和砰擊發(fā)生時刻的斷面動態(tài)壓力分布云圖如圖12(a)、(b)所示.

圖10 縱向斷面的總壓力和動態(tài)壓力分布規(guī)律Fig.10 Total and dynamic pressure distribution at longitudinal section

圖11 結(jié)構(gòu)物橫向的總壓力和動態(tài)壓力分布規(guī)律Fig.11 Total and dynamic pressure distribution at transverse section

圖12 峰值速度和砰擊時刻動態(tài)壓力分布Fig.12 Dynamic pressure distribution at peak speed and slamming moment

圖13表明，結(jié)構(gòu)物在墜落過程中，由于捕獲了空氣而形成空氣墊，但該空氣墊在砰擊發(fā)生時刻，并不是完全由空氣組成，而是夾雜著因砰擊而激起的水汽，構(gòu)成汽水混合物，通過該汽水混合物對結(jié)構(gòu)物和受砰擊水體產(chǎn)生影響.

圖13 空氣腔中汽水混合物云圖Fig.13 Air-water mixture contour in cavity

通過以往對砰擊壓力的研究可以知道，砰擊峰值壓力幾乎與砰擊速度的平方成正比，即Pmax∝V2，所以，空氣墊在明顯影響了砰擊速度情況下，最終對峰值壓力產(chǎn)生了十分重要的影響.

4 結(jié)論

(1)充分考慮結(jié)構(gòu)物在空中墜落過程中所受到的空氣阻尼及六自由度運(yùn)動特點(diǎn)，結(jié)合流體三維瞬態(tài)N-S 方程、k-ε 湍流動力方程、能量方程和剛體6自由度運(yùn)動方程，建立了三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)物空中墜落砰擊入水的氣-固耦合過程數(shù)學(xué)模型.驗(yàn)證表明該數(shù)學(xué)模型能有效模擬空氣中墜落砰擊過程.

(2)結(jié)構(gòu)物在空中6DOF 墜落砰擊入水的過程中，空氣墊對砰擊速度將產(chǎn)生重要影響.

(3)空氣墊在對結(jié)構(gòu)物施加影響的同時，本身因氣流擾動、壓力增加等因素，將出現(xiàn)小幅溫度升高現(xiàn)象.

(4)在墜落砰擊過程中，來風(fēng)對結(jié)構(gòu)物墜落姿態(tài)將產(chǎn)生一定影響，在強(qiáng)化空氣墊的“抬升”效應(yīng)的同時，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物呈“之”字形擺動墜落.

(5)空氣墊對結(jié)構(gòu)物砰擊壓力影響從總體壓力來看，呈現(xiàn)砰擊面中間壓力高，邊沿低，砰擊背面中間區(qū)域出現(xiàn)負(fù)壓，邊沿出現(xiàn)渦旋的壓力分布格局;從動壓分布來看，呈現(xiàn)空氣墊中間部位動壓近乎為零，而邊沿動壓較高的分布形態(tài).

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