MPS方法数值模拟楔形体入水问题

来源：计算力学学报杂志2017年第3期北京时间：

作者：陈翔,饶成平,万德成

单位：上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室 高新船舶与深海开发装备协同创新中心, 上海 20040,上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室 高新船舶与深海开发装备协同创新中心, 上海 20040,上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室 高新船舶与深海开发装备协同创新中心, 上海 20040

摘要：入水问题是船舶海洋工程中典型的流动问题。当船舶在恶劣海况中航行或海洋平台遭遇恶劣天气时，结构物和水体之间往往会出现剧烈的砰击作用。砰击发生时，伴随着结构物湿表面的变化、自由液面的翻卷和破碎等强非线性现象。本文采用本课题组自主开发的基于移动粒子半隐式法MPS（Moving Particle Semi-Implicit Method）的求解器MLParticle-SJTU对二维楔形体入水问题进行了数值模拟。选取斜升角为30°的楔形体模拟其入水过程，研究了不同粒子布置方式对于计算结果如垂向水动力和自由面变化的影响，并与MLM砰击模型（Modified Logvinovich Model）的结果进行了比较，吻合较好。在此基础上，进一步研究了不同斜升角对计算结果（垂向水动力和自由面变化）的影响，其中流动分离前的垂向水动力与MLM结果相近，表明了MPS方法能有效地模拟入水问题。

关键词：MPS,二维楔形体,入水,不同粒子布置方式,不同斜升角,

基金资助：国家自然科学基金（51379125，51490675，11432009，51579145）；长江学者奖励计划（2014099）；上海高校特聘教授（东方学者）岗位跟踪计划（2013022）；上海市优秀学术带头人计划（17XD1402300）；工信部数值水池创新专项VIV/VIM项目（2016-23/09）资助项目