1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
本课题意义：航空科技的发展，越来越多的人选择以飞机出行。因此飞机的安全性成为人们迫切关注的问题。而水上迫降是关于飞机性能的重要指标之一。水面迫降有许多表面上看不出来的危险。有关统计表明，军用及民用飞机在迫降过程中80%的坠毁事故发生在水面及松软的地面上。迫降水面时水对机身的作用分布在与水接触的整个机身的表面，与迫降陆面的影响相比，冲击力相对较小，导致传统的缓冲吸收较小，难以奏效，而起落架没有工作，未被吸收的能量有可能造成机体结构的损害，这可能导致迫降水面时比硬地的产生更为严重伤害。如果下机身蒙皮破裂，那么水就会流进船舱，船员们是很难有足够的逃生时间。综合以上原因，需要进行迫降过程时的流固耦合动力学研究。
国内外研究概况：
最早发表的关于接水冲击力理论计算的论文是vonkarman于1929年研究水上飞机着陆载荷计算后提交。该方法的一个重要假设是物体入水初期，水/物体系统的动量是保守的，然后采用动量守恒定律和附加质量概念进行求解。按其理论，冲击物体质量增加时，速度减慢，因此最大冲击力的大小取决于附加质量及其时间微分的正确估计。而附加质量的计算主要取决于水面边界条件的改变，然而这一计算在当时是难以进行的。
1959年，szbehelv对之前入水冲击研究成果进行全面总结，指出船体砰击问题和物体撞水的主要内在联系是由于水下结构部分附加质量的变化。在这之后的理论研究，大都围绕着上述附加质量和楔形入水进行展开。
2. 研究的基本内容和问题
本文主要以a320飞机为例，对飞机入水过程的撞水冲击过程进行研究,拟采用ale有限元方法研究飞机水上迫降过程，主要内容如下：
首先选择构建一套数值方法对飞机水上迫降进行计算。采用ale法追踪和采集流体运动量，而采用拉格朗日方法计算结构的运动行为。因此，需要将飞机结构的表面定义为从段物质，而将流体定义为主段物质，而主、从物质的界面间则可以通过一定的算法模拟两者的耦合作用。采用拉格朗日有限元算法求解固体模型，而用欧拉有限体积法求解流体模型。
其次采用不同的入水条件，研究飞机迫降过程中姿态角、入水速度等的变化规律，从多种力学角度对飞机迫降进行较为全面的仿真，通过不同的比较，分析得出不同情况下不同速度和角度入水对迫降结果造成的影响。
3. 研究的方法与方案
本文使用有限元作为基本手段，以ale方法来描述流体单元，并通过以罚函数为基础的耦合算法，与拉格朗日方法描述的飞机结构进行流固耦合计算，来模拟水上迫降过程。
（1）拉格朗日有限元算法：
在拉格朗日描述下，材料坐标位于空间坐标初始位置，即在初始时刻x与x重合。初始构型时，一般采用拉格朗日描述物体的运动规律：
4. 研究创新点
目前对飞机水上迫降的研究工作中，很多采用刚体模型进行研究，但是，使用此模型模拟撞水过程时，其获得的数据与实际测试结果大多有较大的差异；同时，考虑到飞机飞行时水平方向上的速度对迫降过程也有较大影响，因而仅从垂直掉落水中的角度进行研究也是不够的；还有的采用局部解耦的方法来完成，这也不够全面。综上而言，使用整体流固耦合模型将使得到的结果更为符合实际。同时，研究了引入划分网格后对于计算的影响，使得到的数据更加接近实际情况，验证了本文所采用的方法的可行性。
5. 研究计划与进展
10月20日-11月1日，查阅文献，初步了解迫降问题的各方面条件。
11月1日-11月9日，深入学习相关文献，完成文献综述。
11月10日-12月18日，对资料进行认真研究分析，完成开题报告。
