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M型超高速两栖车辆静水航行数值计算分析
1
作者 黄东彦 孙旭光 +3 位作者 邱思聪 叶辉 孙晓策 陈鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第31期13376-13383,共8页
两栖车辆的水动力构型研究正逐步由中低航速构型转向高航速构型设计。为解决两栖车高航速阻力大、兴波强烈等问题,提出M型超高速两栖车辆构型,并基于计算流体力学方法对该车型不同直航工况进行了数值分析。分析结果表明,该构型能够通过... 两栖车辆的水动力构型研究正逐步由中低航速构型转向高航速构型设计。为解决两栖车高航速阻力大、兴波强烈等问题,提出M型超高速两栖车辆构型,并基于计算流体力学方法对该车型不同直航工况进行了数值分析。分析结果表明,该构型能够通过吸收首兴波提升车体整体水动升力并显著降低两栖车辆水上航行阻力,且通过合理的重心位置设计能达成较好的纵向稳定性。 展开更多
关键词 两栖车辆 M构型 水动性能 数值计算
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基于无网格化LBM方法的高航速两栖车辆数值模拟研究与试验
2
作者 黄东彦 孙旭光 +2 位作者 邱思聪 叶辉 孙晓策 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期93-98,共6页
随着两栖车辆水上航行速度逐渐向高航速发展,其水动力学特性由于具有自由面大变形、瞬态载荷以及湍流流动等复杂特征对流动特性的影响非常复杂。利用无网格模型、LBM计算方法对两栖车辆水动力学特征参数进行了数值仿真模拟,并与拖模实... 随着两栖车辆水上航行速度逐渐向高航速发展,其水动力学特性由于具有自由面大变形、瞬态载荷以及湍流流动等复杂特征对流动特性的影响非常复杂。利用无网格模型、LBM计算方法对两栖车辆水动力学特征参数进行了数值仿真模拟,并与拖模实验结果对照。结果表明该数值仿真方法能够准确地给出复杂表面流场状态分布,与实验结果符合程度较高。 展开更多
关键词 两栖车辆 航行阻力 LBM方法 约束模 水动力学
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两栖装甲车辆兴波阻力的计算及流场分析 被引量：16
3
作者 李莉 王宪成 +1 位作者 韩树 王普凯 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1102-1105,共4页
为了研究兴波阻力对两栖车辆航速的影响,建立了某型两栖车辆兴波阻力的数学模型,应用连续源分布法计算了兴波阻力;根据车体外部流场结构和求解要求,采用非结构化网格与网格自适应技术实施区域离散化,运用计算流体动力学(CFD)求解了车辆... 为了研究兴波阻力对两栖车辆航速的影响,建立了某型两栖车辆兴波阻力的数学模型,应用连续源分布法计算了兴波阻力;根据车体外部流场结构和求解要求,采用非结构化网格与网格自适应技术实施区域离散化,运用计算流体动力学(CFD)求解了车辆周围流域的压力场,并进行了流场分析。算例和流场分析结果表明:这种兴波阻力的计算方法可用于排水型两栖车辆的最高航速预报和减阻提速的研究。 展开更多
关键词 流体力学 兴波阻力 计算流体动力学 流场分析
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两栖车两相绕流场的模拟与水上快速性分析 被引量：9
4
作者 王涛 徐国英 +1 位作者 姚新民 周景涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期168-172,共5页
两栖车形体复杂,其水上绕流场和水上性能难于用传统手段进行预报,计算流体力学为解决这一问题开辟了新途径。以计算流体力学中广泛使用的雷诺时均纳维—斯托克斯方程为基本控制方程,采用切应力输运型k-ω湍流模型结合流体体积分数法,进... 两栖车形体复杂,其水上绕流场和水上性能难于用传统手段进行预报,计算流体力学为解决这一问题开辟了新途径。以计算流体力学中广泛使用的雷诺时均纳维—斯托克斯方程为基本控制方程,采用切应力输运型k-ω湍流模型结合流体体积分数法,进行两栖车水上两相绕流场的数值模拟。控制方程由有限体积法离散,压力速度耦合采用SIMPLE策略处理,代数方程由高斯—赛德尔法求解。阻力是快速性的主要指标,以其为判据对比试验与模拟得到的阻力结果,相对误差在5%左右。构建阻力—速度模型,模型的系统参数由最小二乘法进行辨识后得到结论,兴波阻力与航速的1.88次方成正比,摩擦阻力与航速的1.76次方成正比,粘压阻力与航速的3.54次方成正比。得到的系统模型为定性分析两栖车水上快速性提供了依据。 展开更多
关键词 两栖车辆 数值模拟 两相 阻力
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纵倾角对轻型轮式两栖车辆的阻力特性影响研究 被引量：8
5
作者 剧冬梅 项昌乐 +2 位作者 周鹏飞 肖南溪 刘静 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期19-26,共8页
提高两栖车辆航速的有效途径之一是减小整车阻力,为了研究纵倾角对阻力特性的影响,采用数值计算的方法研究了轻型轮式高速两栖车辆水上航行的阻力特性,数值计算结果和试验取得了较好的一致。研究结果表明:当车体纵倾角较小时,随着航速... 提高两栖车辆航速的有效途径之一是减小整车阻力,为了研究纵倾角对阻力特性的影响,采用数值计算的方法研究了轻型轮式高速两栖车辆水上航行的阻力特性,数值计算结果和试验取得了较好的一致。研究结果表明:当车体纵倾角较小时,随着航速的增加,阻力逐渐增大;当车体纵倾角较大时,随着航速的增加,阻力先增大后趋于稳定;当航速较小时,纵倾角对阻力影响较小;当航速较大时,随着纵倾角的增大,阻力先减小后增大;随着航速的增加,车体纵倾角的适航范围变小,但对阻力的影响幅度变大。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 高速两栖车辆 阻力特性 数值计算
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两栖车辆非线性横摇阻尼系数估计 被引量：9
6
作者 马新谋 潘玉田 常列珍 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期488-493,共6页
为了估计两栖车辆非线性横摇阻尼系数,根据能量法提出了能量损耗函数概念,并根据两栖车辆自由横摇衰减曲线确定实验的能量损耗函数,再采用最小二乘法来确定非线性阻尼系数。为了考察该方法的有效性,通过数值仿真的方法生成模拟自由横摇... 为了估计两栖车辆非线性横摇阻尼系数,根据能量法提出了能量损耗函数概念,并根据两栖车辆自由横摇衰减曲线确定实验的能量损耗函数,再采用最小二乘法来确定非线性阻尼系数。为了考察该方法的有效性,通过数值仿真的方法生成模拟自由横摇衰减曲线,采用提出的方法预报了不同初始条件下的阻尼系数,最后根据两栖车辆的自由横摇衰减曲线,估计了平方型的阻尼系数。结果表明该方法精度高、操作简单,不但适用于小角度横摇,而且适用于大角度横摇。 展开更多
关键词 两栖车辆 非线性横摇 横摇衰减曲线 非线性阻尼 能量损耗函数
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两栖车辆实时控制水陆性能虚拟试验系统开发 被引量：4
7
作者 剧冬梅 项昌乐 +2 位作者 李军 孙旭光 刘静 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期879-884,共6页
两栖车辆有水上、陆上、水陆过渡3种工况。目前对两栖车辆的仿真计算主要有两种:一是利用多体动力学软件平台进行陆上仿真;二是利用计算流体力学软件进行水上性能仿真。都是针对单一工况进行仿真。为了解决多种工况下的动力学计算问题,... 两栖车辆有水上、陆上、水陆过渡3种工况。目前对两栖车辆的仿真计算主要有两种:一是利用多体动力学软件平台进行陆上仿真;二是利用计算流体力学软件进行水上性能仿真。都是针对单一工况进行仿真。为了解决多种工况下的动力学计算问题,采用粒子流场与刚体碰撞耦合的理论,结合传统多体动力学计算方法,建立了实时控制的两栖车辆全工况的动力学仿真系统。在此基础上实现了对多项水陆性能的虚拟试验,并以某高速履带两栖车辆为实例进行了验证。验证结果表明:与试验数据对比,该仿真方法的计算误差小于15%,具有一定的准确度。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 两栖车辆 实时控制 虚拟试验 动力学
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两栖装甲车辆乘员可靠性环境影响因素分析研究 被引量：5
8
作者 曹伟国 刘维平 +1 位作者 孙伟 李胜东 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1358-1361,共4页
两栖装甲车辆乘员可靠性受内部因素和外部因素的共同影响,而环境因素是外部因素的重要组成部分。本文进行了两栖装甲车辆乘员可靠性环境因素影响分析,并结合人的行为模式,通过对装甲车辆使用者进行问卷调查的形式,对其进行了验证。得出... 两栖装甲车辆乘员可靠性受内部因素和外部因素的共同影响,而环境因素是外部因素的重要组成部分。本文进行了两栖装甲车辆乘员可靠性环境因素影响分析,并结合人的行为模式,通过对装甲车辆使用者进行问卷调查的形式,对其进行了验证。得出的结论对于部队进行有针对性地训练有一定的指导意义。 展开更多
关键词 机械设计 两栖装甲车辆 乘员可靠性 环境因素
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装甲车辆舱室人机界面虚拟评估系统 被引量：4
9
作者 曹伟国 刘维平 +1 位作者 陈正宏 王旭昌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1145-1148,共4页
针对目前装甲车辆舱室人机界面评估中依托实车实验,以经验为主,耗时耗力的现状,运用虚拟现实技术,采用独立式系统集成方法,开发了装甲车辆舱室人机界面虚拟评估系统,并结合具体装备进行了应用,验证了系统的有效性。该系统可用于装备研... 针对目前装甲车辆舱室人机界面评估中依托实车实验,以经验为主,耗时耗力的现状,运用虚拟现实技术,采用独立式系统集成方法,开发了装甲车辆舱室人机界面虚拟评估系统,并结合具体装备进行了应用,验证了系统的有效性。该系统可用于装备研制阶段的人机界面辅助评估和现装备的人机界面适应性改造。 展开更多
关键词 工程与技术科学基础学科其他学科 装甲车辆 人机界面 虚拟现实技术 系统设计
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两栖车辆在波浪中航行时的摇荡分析及解决方法 被引量：12
10
作者 徐国英 薛劲橹 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期541-546,共6页
基于船舶的耐波性理论,对两栖车在波浪中航行的摇荡问题进行了研究。选取5种两栖装甲车辆进行分析。通过试验和计算得到其横摇、纵摇及垂荡的固有周期和阻尼系数,进而对其3种摇荡的微分方程进行求解。通过计算结果,分析在不同蒲福风级下... 基于船舶的耐波性理论,对两栖车在波浪中航行的摇荡问题进行了研究。选取5种两栖装甲车辆进行分析。通过试验和计算得到其横摇、纵摇及垂荡的固有周期和阻尼系数,进而对其3种摇荡的微分方程进行求解。通过计算结果,分析在不同蒲福风级下的3种典型摇荡,提出了所选取的5种车辆在波浪中航行时避免产生剧烈摇荡的方法及在使用中的可行性建议。 展开更多
关键词 振动与波 两栖车 摇荡 阻尼系数 固有周期
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基于CFD的两栖车辆水上耐波性能研究初探 被引量：6
11
作者 王涛 郭齐胜 +1 位作者 徐国英 姚新民 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期3142-3145,共4页
基于计算流体动力学理论与刚体动力学理论进行两栖车波浪中运动的数值模拟,解决两栖车辆耐波性能难于准确预报的问题。采用N-S方程结合造波机理论模拟规则波浪,基于线性造波机理论实现仿物理机制造波,通过增加动量源项实现数值消波。采... 基于计算流体动力学理论与刚体动力学理论进行两栖车波浪中运动的数值模拟,解决两栖车辆耐波性能难于准确预报的问题。采用N-S方程结合造波机理论模拟规则波浪,基于线性造波机理论实现仿物理机制造波,通过增加动量源项实现数值消波。采用刚体空间运动方程计算车辆航态,外力项通过积分车体表面应力获得。计算了典型的迎浪直航运动,运动边界采用动网格实现,自由面采用VOF方法处理,流场控制方程采用二阶格式离散。计算结果表明,该方法可以有效地预报车辆在波浪中航行时的阻力、升力、航态。 展开更多
关键词 计算流体动力学 两栖车辆 耐波性能 数值波浪水池
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两栖车辆水上行驶流场的仿真 被引量：10
12
作者 王涛 郭齐胜 徐国英 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第22期5130-5132,5153,共4页
针对两栖车辆水上行驶流场研究需求,基于计算流体动力学,对静水条件下两栖车辆的水上行驶流场进行了仿真分析。数学模型中,基本控制方程使用雷诺时均纳维斯托克斯方程,采用SSTk?ω湍流模型封闭方程,并使用流体体积法捕捉气液两相信息。... 针对两栖车辆水上行驶流场研究需求,基于计算流体动力学,对静水条件下两栖车辆的水上行驶流场进行了仿真分析。数学模型中,基本控制方程使用雷诺时均纳维斯托克斯方程,采用SSTk?ω湍流模型封闭方程,并使用流体体积法捕捉气液两相信息。几何区域离散使用混合网格,方程离散使用有限体积法,空间离散使用二阶迎风格式,时间离散使用改进的欧拉法。结果表明,仿真流场在形态和水动力特性上与实验流场都很相似,有较好的逼真度。 展开更多
关键词 两栖车 流场 计算流体动力学 纳维斯托克斯方程 湍流模型
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两栖作战武器线性横摇运动动力学分析 被引量：6
13
作者 马新谋 潘玉田 马昀 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2008年第2期85-88,共4页
两栖作战武器受到波浪的扰动发生横摇运动时在惯性项、阻尼项、恢复项力矩的作用下与波浪扰动力矩达到平衡,据此建立了两栖作战武器线性横摇动力学方程,进而给出了两栖作战武器横摇运动固有角频率、无因次阻尼衰减系数的表达式等。由于... 两栖作战武器受到波浪的扰动发生横摇运动时在惯性项、阻尼项、恢复项力矩的作用下与波浪扰动力矩达到平衡,据此建立了两栖作战武器线性横摇动力学方程,进而给出了两栖作战武器横摇运动固有角频率、无因次阻尼衰减系数的表达式等。由于横摇运动直接影响该武器和乘员战斗力发挥,应设法使两栖作战武器的固有横摇角频率与波浪遭遇频率不在共振区。并在此基础上讨论了两栖作战武器增加减摇鳍减摇的原理。 展开更多
关键词 振动与波 两栖作战武器 横摇运动 阻尼力矩 恢复力矩 减摇鳍
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两栖车辆水上快速性设计研究 被引量：8
14
作者 郑翔玉 房凌晖 +1 位作者 王琛 吴刚 《四川兵工学报》 CAS 2015年第11期34-37,共4页
水上快速性是影响两栖车辆战场生存能力的重要因素,也衡量两栖车辆航行性能的重要指标之一。为了提高两栖车辆的水上快速性,通过减阻增速的途径,对两栖车辆的车轮收放装置进行了研究,并通过数值模拟的方法对车轮收起后的减阻效果进行了... 水上快速性是影响两栖车辆战场生存能力的重要因素,也衡量两栖车辆航行性能的重要指标之一。为了提高两栖车辆的水上快速性,通过减阻增速的途径,对两栖车辆的车轮收放装置进行了研究,并通过数值模拟的方法对车轮收起后的减阻效果进行了分析,结果表明,车轮收起后,两栖车辆的水上行驶阻力减小,增速效果明显,是减小两栖车辆水中行驶阻力的有效方法。本研究是对我国高速轮式两栖车辆在改进设计和性能分析方面的一项有益探索,为我国两栖车辆相关技术的进步奠定基础。 展开更多
关键词 两栖车辆 快速性 车轮收放
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装甲车辆乘员可靠性生理心理影响因素测试研究 被引量：1
15
作者 曹伟国 刘维平 +1 位作者 晁志强 王荣辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1030-1035,共6页
分析了装甲装备乘员生理心理素质的基本内涵,并结合坦克驾驶考核确定了乘员可靠性心理影响因素测试的内容,即乘员的深度知觉能力、双臂协调能力、注意集中能力、注意分配能力以及反应能力等。采用"砍头去尾法"对测试结果进行... 分析了装甲装备乘员生理心理素质的基本内涵,并结合坦克驾驶考核确定了乘员可靠性心理影响因素测试的内容,即乘员的深度知觉能力、双臂协调能力、注意集中能力、注意分配能力以及反应能力等。采用"砍头去尾法"对测试结果进行处理,并运用概率密度分布比较和威氏检验相结合的方法对测试结果进行分析。分析结果表明:上述能力高的乘员其可靠性也较高;该法对于装甲装备乘员选拔有一定的指导意义。 展开更多
关键词 心理学 装甲装备 乘员可靠性 生理因素 心理因素
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两栖车辆任意倾斜状态下浮心计算研究 被引量：1
16
作者 刘锋 孙伟 董志明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期553-557,共5页
为解决两栖车辆任意倾斜状态下浮心计算的难题,基于SolidWorks对两栖车辆进行三维建模,建立了惯性和非惯性2个坐标系描述浮心和倾斜状态;研究了横倾角、纵倾角与坐标变换的关系;在此基础上结合SolidWorks的API函数,采用向量运算确定了... 为解决两栖车辆任意倾斜状态下浮心计算的难题,基于SolidWorks对两栖车辆进行三维建模,建立了惯性和非惯性2个坐标系描述浮心和倾斜状态;研究了横倾角、纵倾角与坐标变换的关系;在此基础上结合SolidWorks的API函数,采用向量运算确定了求解浮心位置的二分法及其迭代区间和车辆的入水部分。对SolidWorks进行二次开发,形成了任意倾斜状态下浮心求解程序,进一步将本程序运用于浮态计算。与传统方法相比,其计算速度快、结果精确,且不必对车辆外形进行简化。这为浮态设计和稳性分析提供了有效的手段。 展开更多
关键词 流体力学 两栖车辆 倾斜状态 浮心 向量运算 二分法 二次开发
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两栖车辆非线性横摇动力学参数辨识研究 被引量：1
17
作者 马新谋 常列珍 侯宏花 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第2期134-139,共6页
为了估计两栖车辆非线性横摇阻尼项系数和非线性恢复项系数,进行了两栖车辆静水自由横摇衰减试验,采用差分格式分别计算横摇角速度和角加速度,最后采用最小二乘法来确定非线性阻尼项和恢复项系数.针对某两栖车辆的自由横摇衰减曲线,通... 为了估计两栖车辆非线性横摇阻尼项系数和非线性恢复项系数,进行了两栖车辆静水自由横摇衰减试验,采用差分格式分别计算横摇角速度和角加速度,最后采用最小二乘法来确定非线性阻尼项和恢复项系数.针对某两栖车辆的自由横摇衰减曲线,通过对测试曲线进行滤波和平滑,成功地辨识了非线性阻尼系数和非线性恢复力矩系数.结果表明:该方法仅根据自由横摇衰减曲线就可以辨识两栖车辆动力学参数,而且辨识精度高、计算方法简单. 展开更多
关键词 两栖车辆 非线性横摇 参数辨识 非线性阻尼 非线性恢复项 最小二乘法
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基于动网格模型的两栖车辆数值模拟 被引量：5
18
作者 孙伟 韩建礼 刘西侠 《舰船科学技术》 2009年第1期146-150,共5页
采用弹簧近似法和网格局部重构法相结合的非结构动网格技术,利用水动力模型耦合6自由度刚体运动和自由水面进行数值模拟,计算两栖车辆的水动力特性。研究结果表明,动网格模型对求解三维流固耦合问题有效,运用数值方法分析两栖车辆水动... 采用弹簧近似法和网格局部重构法相结合的非结构动网格技术,利用水动力模型耦合6自由度刚体运动和自由水面进行数值模拟,计算两栖车辆的水动力特性。研究结果表明,动网格模型对求解三维流固耦合问题有效,运用数值方法分析两栖车辆水动力特性、预测航速航姿是有效的两栖车辆水上性能的设计方法。 展开更多
关键词 两栖车辆 动网格 水动力特性 数值模拟
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两栖车辆航行粘性阻力数值分析 被引量：21
19
作者 韩占忠 王国玉 闫为革 《车辆与动力技术》 2003年第2期6-10,共5页
采用数值模拟方法,针对某两栖车辆不加防浪板和加装3种不同防浪板4种情形,就车体粘性阻力问题进行了分析.模拟计算所得结论与实验结果吻合较好,证明所进行的模拟计算方法是基本正确的,从而为新型两栖车辆的车体设计提供了新的手段,对两... 采用数值模拟方法,针对某两栖车辆不加防浪板和加装3种不同防浪板4种情形,就车体粘性阻力问题进行了分析.模拟计算所得结论与实验结果吻合较好,证明所进行的模拟计算方法是基本正确的,从而为新型两栖车辆的车体设计提供了新的手段,对两栖车辆加装前防浪板提出了优化设计方案. 展开更多
关键词 两栖车辆 粘性阻力 数值分析 防浪板 车体 优化设计
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离散化求解方法在两栖车水线确定中的应用 被引量：1
20
作者 王涛 徐国英 郭齐胜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期15-18,共4页
基于离散化思想编制了对已知材质分布的两栖车水线面位置的近似求解程序,程序先将车辆覆盖区域划分为多个子单元,积分求解车辆的质量与排水体积,根据空间点力系等效原理,按照逐步迭代逼近的思路,进而求出车辆的质心、浮心坐标和水线位... 基于离散化思想编制了对已知材质分布的两栖车水线面位置的近似求解程序,程序先将车辆覆盖区域划分为多个子单元,积分求解车辆的质量与排水体积,根据空间点力系等效原理,按照逐步迭代逼近的思路,进而求出车辆的质心、浮心坐标和水线位置。最后利用该工具对所研究两栖车水线面位置在假定材质均匀分布的极端情况下进行了计算,分析表明尽管存在一定误差,但计算结果能够满足后期的流场计算需求。 展开更多
关键词 流体力学 两栖车辆 水线 离散 网格
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