三维数值波浪水池技术与应用

建立了用于波浪-结构物相互作用数值模拟的三维数值波浪水池.应用VOF方法对粘性流动的基本方程进行数值求解并描述其自由表面,水池计算域的一侧使用数值造波机条件产生斜入射波浪,其下游开边界联合使用辐射条件和局部强迫衰减,侧向边界使用周期性条件使斜向波浪透过.数值试验表明,所建立的三维数值波浪水池产生和传播波浪具有良好的重复性和稳定性,应用于海洋结构物波浪荷载的确定也是可靠的.

顶浪、斜浪中复合材料双体艇艇体结构耦合响应数值分析

采用流固耦合(Fluid-Structure Interaction,FSI)的艇体波浪载荷和结构响应的数值分析方法,对顶浪、斜浪中复合材料双体艇结构的动态响应进行研究。分别建立了完整的复合材料艇体有限元模型以及流场模型,基于数值水池造波技术,通过计算获得了顶浪、斜浪中复合材料艇体结构的时域动态响应结果,选取高应力梯度区域,通过网格加密重构同时获得了复合材料的层间应力。选取具有代表性的前10大等效应力与内外面板最值主应力,在将FSI与传统基于经验公式的有限元法(Finite Element Method,FEM)的结果对比中发现,FSI中拱、中垂的计算结果更接近于FEM弯扭组合工况,而采用《钢制双体船直接计算指南》计算复合材料双体艇时,所用经验公式的顶浪航行波浪载荷计算值偏小。