基于OpenFOAM的结构体入水砰击问题的研究

研究重力作用下不同底升角的单圆锥体和双圆锥体垂向入水过程中的砰击压力分布。用OpenFOAM建立基于黏流理论的CFD数值模型，在锥体表面设置监测点，得到不同速度下圆锥体入水时的自由液面形状和锥面上的压力分布，并分析它们与圆锥体底升角和入水速度的关系。研究结果表明：重力和底升角对砰击压力有较为明显的影响；在入水过程中双圆锥体之间相互干扰，锥面上压力增大。     

考虑射流分离现象的二维非对称楔形体入水砰击

基于不可压缩势流理论,研究二维有限高度楔形体以给定速度进入静水的问题,并考虑了射流分离现象。在时域上应用边界元法,在给定的非线性边界条件下求解,并利用辅助函数求解物面压力。在初始入水阶段,只有很少一段物体进入水中,为使对流场细节的描述更加精细,采用拉伸坐标系放大该阶段的计算域,当入水距离增加到给定值时,重新在原坐标系中完成后续计算。数值计算结果显示了楔形体底升角、弗劳德数、水平速度和物面边界长度对入水过程的影响。     

基于HCSR的热点应力插值方法研究

针对《散货船、油船协调共同规范》（HCSR）中的疲劳热点应力插值方法,总结7种不同的插值方式,通过对简化的实体单元和壳体单元模型的分析以及实船模型新旧规范的对比,验证了HCSR中插值方法的合理性,并对两个版本的HCSR方法进行比较.     

基于OpenFOAM的楔形体入水问题研究

为了研究重力作用下,不同底升角的二维单楔形体和双楔形体匀速入水过程中的砰击压力分布,采用OpenFOAM开源软件建立基于粘流理论的CFD数值模型,采用有限体积法（FVM）离散由雷诺平均方程和连续性方程组成的控制方程组,采用流体体积法（VOF）来捕捉气液两相交界面。给出不同工况下的自由液面形状和楔形体表面砰击压力分布,并与前人基于势流理论的数值结果比对分析。研究结果表明,重力和底升角对砰击压力均有较为明显的影响,重力的作用与时间相关,双楔形体压力大于同底升角单楔形体压力。     

浮体吃水比对窄缝流体运动特性的影响

本文结合粘性流体理论和VOF模型,采用Waves2Foam开展了浮体吃水比对浮体间窄缝流体运动特性影响的研究。结果表明,同吃水浮体间窄缝流体振幅分布与实验结果一致,数值水池的水深对数值结果有影响;同时发现,浮体吃水比对多浮体系统窄缝流体共振的波浪幅度和共振频率有非线性影响。浮体吃水增加,共振频率下降,迎浪侧浮体吃水增加,导致反射波系数增加,流体振荡波幅显著下降,背浪侧浮体吃水增加,导致反射波系数下降,流体振荡波幅上升。同时,由流体粘性引起的粘性耗散随着窄缝流体振荡幅度的增加而同步增加。最后,对涡量演化的分析说明了窄缝流体振荡幅度的变化。     

基于OpenFOAM的液舱在波浪中运动特性研究

当船舱内部分别载有水和冰时,每个水质点具有不同的加速度,而所有冰质点具有相同的加速度,这将导致相同质量水舱和冰舱具有完全不同的运动特性.基于开源软件OpenFOAM模拟二维液舱和冰舱在波浪中的运动过程,通过将载水舱与含有等质量冰的载冰舱的计算结果进行比较,研究液舱内水运动对于液舱运动特性的影响.建立以N-S方程和连续性...     

基于完全非线性边界元方法的楔形液舱入水问题研究

基于不可压缩势流理论研究二维楔形液舱入水问题。采用液舱内部载有等质量水与冰对比方法,研究液舱在入水过程中内部流体运动对液舱运动的影响。采用时域内的边界元法研究此问题,建立2个独立的边界元计算域,第一个是模拟液舱内部流体的内部计算域,另外一个是模拟外部开敞流体的计算域。前者在物理坐标系下求解,后者在拉伸坐标系下求解。采用辅助函数方法求解附加质量和水动力,并建立内部流体载荷、外部流体载荷和液舱壳之间的耦合运动方程,研究三者之间的相互影响。