基于MPS-FEM方法数值模拟孤立波与垂直板的相互作用

发布时间：2021-02-09 21:11

　　该文采用基于MPS-FEM方法自主开发的无网格法流固耦合求解器MPSFEM-SJTU,数值模拟孤立波与水下垂直板的相互作用。流体部分计算采用MPS方法,结构部分计算采用FEM方法,二者在接触面处采用核函数插值进行耦合。首先做了数值造波验证,孤立波采用推板造波。然后对比分析了孤立波分别与垂直刚性板和弹性板相互作用的差异。最后讨论分析板的弹性模量对孤立波与垂直板相互作用的影响。结果表明,弹性板对孤立波演化的影响与刚性板不同,同时板受到的压力也因为板的弹性模量的变化而不一样。 

【文章来源】：水动力学研究与进展（A辑）. 2020,35(03)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

流体和结构域的交界面

本节借助MPSFEM-SJTU求解器，数值模拟了孤立波与垂直板的相互作用。水槽的几何模型以及垂直板如图2所示。水槽长2.5 m，水深(H)0.114 m。2.1 数值造波

图3对比了数值模拟与理论值的孤立波波形，尽管两者仍存在一些细微差别，但是通过对比可以看出本求解器产生的孤立波波峰与理论值吻合较好，而且孤立波波形在传播过程中保持良好，并无明显衰减。因此，本求解器能够产生较为理想的二维孤立波。2.2 孤立波与刚性板的相互作用

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MPS-FEM耦合方法研究波浪与结构的相互作用（英文）[J]. 张冠宇,陈翔,万德成.  Journal of Marine Science and Application. 2019(04)
[2]MPS方法模拟三维圆柱形液舱晃荡问题[J]. 田鑫,万德成.  中国舰船研究. 2019(03)
[3]MPS与GPU结合数值模拟LNG液舱晃荡[J]. 陈翔,万德成.  力学学报. 2019(03)
[4]Numerical study of the wave-induced slamming force on the elastic plate based on MPS-FEM coupled method[J]. 饶成平,万德成.  Journal of Hydrodynamics. 2018(01)
[5]Numerical Simulation of the Solitary Wave Interacting with an Elastic Structure Using MPS-FEM Coupled Method[J]. Chengping Rao,Youlin Zhang,Decheng Wan.  Journal of Marine Science and Application. 2017(04)
[6]MPS-FEM数值分析带自由面的流固耦合问题[J]. 张友林,邹璐,万德成.  计算力学学报. 2017(03)
[7]时域内规则波作用下竖直板的水弹性响应[J]. 范从军,梁书秀,孙昭晨.  海洋工程. 2013(05)

博士论文
[1]波浪对弹性支撑平板结构冲击作用的实验研究[D]. 刘明.大连理工大学 2016
[2]极端波浪作用下深水半潜式平台砰击与流固耦合效应[D]. 马哲.大连理工大学 2014



本文编号：3026240