資源描述：
《張雨新,萬德成,日野孝則,mps方法數(shù)值模擬液艙晃蕩問》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、DOI:10.16483/j.issn.1005-9865.2014.04.002第32卷第4期海洋工程Vol．32No．42014年7月THEOCEANENGINEEＲINGJul．2014文章編號(hào):1005-9865(2014)04-0024-09MPS方法數(shù)值模擬液艙晃蕩問題112張雨新，萬德成，日野孝則(1．上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200240;2．橫濱國(guó)立大學(xué)工學(xué)府，日本橫濱)摘要:基于無網(wǎng)格粒子法MPS方法(movingparticlesemi-implicitmethod)研究了液艙
2、晃蕩問題。針對(duì)二維矩形液艙晃蕩問題進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證，結(jié)果表明MPS方法能夠很好地計(jì)算晃蕩產(chǎn)生的拍擊壓力。同時(shí)將MPS方法應(yīng)用到帶隔板的液艙晃蕩問題計(jì)算中，分析了二維和三維帶隔板液艙晃蕩問題。計(jì)算結(jié)果表明:隔板的存在很大程度地限制了流體的水平運(yùn)動(dòng)，隔板附近出現(xiàn)了自由面的翻卷、破碎和融合現(xiàn)象，MPS方法能夠很好地模擬這些流動(dòng)現(xiàn)象。計(jì)算得到的波高與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的波高吻合較好，表明MPS方法模擬帶隔板的晃蕩問題具有一定的可靠性。關(guān)鍵詞:液艙晃蕩;移動(dòng)粒子法(MPS);拍擊壓力;自由面中圖分類號(hào):O353文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AApplicationofMPS
3、methodinliquidsloshing112ZHANGYu-xin，WANDe-cheng，HINOTakanori(1．StateKeyLaboratoryofOceanEngineering，SchoolofNavalArchitecture，OceanandCivilEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China;2．GraduateSchoolofEngineering，YokohamaNationalUniversity，Yokohama，Japa
4、n)Abstract:Inthepresentstudy，MPS(MovingParticleSemi-Implicit)methodisappliedintoliquidsloshingflows．Validationiscarriedoutagainsta2Drectangulartanksubjectedtosurgemotion．Theimpactpressureobtainednumericallyonthetankinducedbyliquidmotionisingoodagreementwithexperimentald
5、ata．Inaddition，sloshinginbaffled2Dand3Dtanksissimulated．Ｒesultsshowthattheexistenceofbafflesignificantlyaffectsthehorizontalmotionofliquid．Complicatedphenomena，suchasoverturning，breakingandcoalescenceoffreesurface，areobsevred．MPSmethodshowsagoodflexibilityindealingwiths
6、uchlargedeformedfreesurfaceflows．Moreover，theagreementbetweencomputedwaveheightandexperimentaldataisgood，suggestingMPSmethodiscapableofcomputingsloshinginbaffledtank．Keywords:sloshing;movingparticlesemi-implicit(MPS);impactpressure;freesurface液艙晃蕩是船舶流體力學(xué)研究的熱點(diǎn)問題，其流動(dòng)現(xiàn)象十分復(fù)
7、雜，常帶有自由面的翻卷、融合、破碎和液體的飛濺等現(xiàn)象?；问帉?duì)液艙壁面產(chǎn)生的抨擊壓力可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)的破壞，并且影響船舶航行的穩(wěn)定性。因此，對(duì)晃蕩載荷的預(yù)測(cè)是船舶航行安全性評(píng)估的重要內(nèi)容之一。［1-2］早期對(duì)晃蕩的研究常借助于實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，提供的信息有限，且常常存在尺度效應(yīng)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，數(shù)值模擬逐漸成為研究晃蕩問題的重要手段。早期的數(shù)值求解是基于勢(shì)流理論，如［3］［4］Faltinsen發(fā)展了邊界元方法(boundaryelementmethod，BEM)用來研究非線性晃蕩問題，Wu等基于有限收稿日期:2014-01-
8、06基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11072154，51379125);上海高校特聘教授(東方學(xué)者)崗位跟蹤計(jì)劃項(xiàng)目(2013022);國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2013CB036103);工信部高技
