Bankine源高阶边界元法求解势流问题

本文以简单Ｇｒｅｅｎ函数１／ｒ为基本解，采用高阶边界元求解势流问题。利用８结点等参元来逼近流域边界的几何形状和未知量，利用变形的边界积分方程和坐标变换技术有效地处理了在场点的立体角计算和数值积分中所谓的“奇异性”问题，得到足够精度的结果。对零航速的半球振荡问题的数值解表明，１／ｒ源高阶边界元法能给出满意的结果，且消除了“不规则频率”现象。

一种计算非线性兴波阻力的基于NURBS的高阶面元法(英文)

文章开发了一种用于求解非线性兴波阻力问题的基于非均匀有理B样条(NURBS)的高阶面元法。该方法采用NURBS基函数表达物面几何和边界面上的源强分布。为了满足非线性自由面边界条件,开发了一个迭代算法;辐射条件通过采用网格错位的数值技术得到满足。以Wigley数学船型为例,在一系列的船速下计算了非线性兴波阻力。数值结果表明所提出的方法对于计算兴波阻力是精确和有效的。

高阶面元法求解非线性船行波问题

针对非线性船行波问题,本文基于三维势流理论,采用Rankine源高阶面元法求解。非线性自由面条件通过定常迭代法求解,物面条件考虑船舶实际湿表面。开发数值程序实现了船体表面网格自动划分并采用不完全LU分解的预处理GMRES迭代法求解边界积分方程组。计算了无限水深下Wigley和S60船在不同航速下兴波阻力、姿态、自由面波形等,与试验结果吻合良好;计算了Wigley浅水中船侧波形及兴波阻力,分析了水深、航速对结果的影响,研究表明本文所采用的方法能够准确预报船舶兴波阻力、姿态及波形,对不同船型、不同航速、不同水深均广泛适用。

浅水中下潜物体有航速辐射问题的数值解

开发了一种基于非均匀有理B样条(NURBS)的Rankine源高阶面元法用于求解浅水中下潜物体有航速辐射问题。基于势流理论,流场中的扰动速度势用物体表面和自由面上分布的Rankine源来表达,同时用映像法计及水底的影响;采用NURBS曲面精确表达物面和自由面,在求出边界面上的未知源强后,物体表面的速度势分布用B样条表示;采用配置方法对边界积分方程进行求解,采用高斯—勒让德公式计算方程中的积分,同时开发了一种解决数值积分中奇异性问题的方法。采用文中数值方法求解了浅水中下潜圆球的有航速辐射问题,计算得到了下潜圆球水动力系数和自由面波形,所得水动力系数计算结果和他人的计算结果进行了比较,其吻合程度良好,从而验证了文中开发方法的有效性。

Numerical Research on Wave-making Resistance of Trimaran

A 3D rankine panel method was developed for calculating the linear wave-making resistance of a tri-maran with Wigley hulls. In order to calculate the normal vector and derivative of the body surface accurately, non-uniform rational B-spline (NURBS) was adopted to represent body surface and rankine source density. The radiation condition is satisfied using the numerical technology of staggered grids. Numerical results show that the linear wave-making resistance of the trimaran can be calculated effectively using this method.

一种处理高阶面元法中奇异积分的方法

对高阶面元法中奇异积分问题进行数值研究,根据面元的大小以及面元到场点的距离,把整个曲面积分分为远场、近场两类,分别对其使用不同的方法以处理Rankine源项所引起的积分奇异问题,对三维球体、椭球体进行数值计算,将结果与解析解和其他方法的计算值的比较表明此计算方法是有效的。