基于光滑粒子流体动力学与光滑点插值耦合方法模拟液舱晃荡问题

发布时间：2022-01-22 15:06

　　液舱晃荡是船舶与海洋工程中一类经典问题,由于它强非线性的特点,数值模拟存在一定的难度。液舱晃荡有时还涉及流固耦合,例如在液舱中通常设置挡板来抑制晃荡,这时就需要同时考虑自由液面以及固体的变形。本文针对涉及流固耦合的液舱晃荡问题,采用最新提出的光滑粒子流体动力学与光滑点插值耦合方法（Smoothed particles hydrodynamics and smoothed point interpolation coupled method;SPH-SPIM coupled method）,并在此基础上提出改进的光滑粒子流体动力学与光滑点插值耦合方法（δsmoothed particles hydrodynamics and smoothed point interpolation coupled method;δSPH-SPIM coupled method）,最后通过算例对两种方法的有效性和计算性能进行了验证和分析。本文采用光滑粒子流体动力学方法（Smoothed particles hydrodynamics;SPH）模拟晃荡液舱内的流体。作为无网格粒子类方法,SPH在模拟强非线性... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 液舱晃荡的研究进展
    1.3 本文的主要工作
2.SPH-SPIM耦合方法介绍
    2.1 弱可压缩SPH方法
        2.1.1 状态方程
        2.1.2 控制方程
        2.1.3 SPH近似
        2.1.4 控制方程的离散形式
        2.1.5 SPH方法中粘性项
        2.1.6 密度正则化
        2.1.7 固壁边界条件
        2.1.8 自由液面边界条件
        2.1.9 时间积分方案
    2.2 光滑点插值方法
        2.2.1 光滑域的构造
        2.2.2 梯度光滑技术
        2.2.3 固体求解方程
        2.2.4 光滑PK2应力变量
        2.2.5 固体求解时间方案
    2.3 耦合方法介绍
        2.3.1 耦合形式
        2.3.2 流固耦合力的传递
        2.3.3 虚粒子速度、位移的传递
        2.3.4 耦合步骤介绍
    2.4 本章小结
3.SPH-SPIM耦合方法的验证及在晃荡问题中的应用
    3.1 SPH方法验证
    3.2 SPH-SPIM耦合方法验证
    3.3 SPH-SPIM耦合方法模拟带弹性挡板的液舱晃荡问题
    3.4 本章小结
4.改进的δSPH-SPIM耦合方法的验证及在晃荡问题中的应用
    4.1 δSPH方法介绍
    4.2 流固耦合力的传递方式
    4.3 δSPH-SPIM耦合方法模拟一般流固耦合问题
        4.3.1 溃坝作用弹性门
        4.3.2 溃坝冲击弹性挡板
    4.4 δSPH-SPIM耦合方法模拟带弹性挡板的液舱晃荡问题
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[7]微重时带隔板球腔内液体受迫晃动特性[J]. 程绪铎.  安庆师范学院学报(自然科学版). 1995(04)

硕士论文
[1]波浪载荷作用下海洋储油平台液体晃荡仿真模拟[D]. 胡建祥.大连理工大学 2009



本文编号：3602415