基于黏性流体-柔性结构耦合的波浪中船舶非线性波激振动研究

波激弹振和砰击颤振是集装箱船运营中极易出现的两种现象，分析其对船舶运动和剖面载荷的影响，对船舶设计和强度评估具有重要意义。采用黏性流体-柔性结构双向耦合方法对集装箱船模型在不同波长工况下的运动和响应进行求解，其中计算流体力学用于模拟流场的冲击和上浪等非线性现象并得到船体外载荷，然后通过有限元法求解船体运动和变形，两者在流固交界面进行隐式信息交换。计算捕捉到船体的非线性波激振动和颤振，分析结果发现，波激振动和颤振对整体运动影响较小，但会显著增大船体中垂的弯矩幅值，艏、艉区域垂向加速度受颤振的影响较大，当遭遇波浪的倍频成分接近船体湿频率时也会激发船体一定程度的弹振。与文献结果的比较表明，该耦合方法有望成为处理船舶水弹性问题的一种有效手段。