基于直角网格CFD方法的船舶甲板上浪砰击研究
恶劣海况下,船舶航行过程中容易遭遇上浪砰击事件,巨大的瞬时砰击载荷可能导致船艏结构破坏,严重威胁船舶的航行安全.因此,准确预报上浪砰击载荷成为船舶结构优化设计的关键技术之一.本研究拟开发一种可准确预报上浪砰击载荷的直角网格CFD方法.该方法中,基于直角笛卡尔坐标系统,利用有限差分法进行Navier-Stokes方程的空间离散;基于分步法将求解过程划分三个阶段,从而实现速度压力解耦计算,其中对流项求解采用具备三阶精度的紧致型CIP方法(约束插值方法),可有效抑制数值耗散;通过引入THINC/SW算法,有效模拟波浪传播、爬升、翻卷、破碎等自由面剧烈运动;基于重叠网格思想及浸入边界法原理开发物体边界处理算法,准确模拟船舶大幅运动.为验证本文算法,同模型试验结果进行对比分析,结果表明:开发的直角网格CFD方法在预报甲板上浪砰击载荷方面具有较好的精度,可为船舶结构设计提供算法基础.
船舶甲板 上浪砰击 CFD方法 直角网格
廖康平 马庆位 段文洋 胡长洪
哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨,150001 日本九州大学应用力学研究所,日本福冈,816-8580
国内会议
长春
中文
868-875
2017-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）