一种基于移动最小二乘无网格法的自由面流动数值研究（英文）

作     者：Yu LU An-kang HU Ya-chong LIU Chao-shuai HAN 

作者机构：College of Shipbuilding Engineering Harbin Engineering University CIMC Ocean Engineering Design & Research Institute Co. Ltd. 

出 版 物：《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 (浙江大学学报（英文版）A辑（应用物理与工程）)

年 卷 期：2016年第17卷第2期

页      面：130-143页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 07[理学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 070102[理学-计算数学] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.51379040 and 51409063) 

主　　题：无网格法 移动最小二乘 自由面流动 有限点法 溃坝流 孤立波传播 液舱晃荡 

摘      要：目的:自由面流动中的大变形、复杂几何边界等问题一直备受工程界的关注。本文基于拉格朗日观点,采用移动最小二乘的无网格技术数值模拟流场,研究溃坝流、孤立波传播及液舱晃荡等复杂变形的自由面流动,验证该方法的准确性与可靠性。创新点:1.通过不可压缩Navier–Stokes方程,采用投影法推导出压力与速度之间的关系;2.借助移动最小二乘法的思想,对压力泊松方程进行离散求解。方法:1.通过理论推导,得出不可压缩流动中压力与速度之间的泊松方程式,并采用移动最小二乘法离散求解该偏微分方程;2.采用数值计算,对自由面流动问题中的三个典型算例进行模拟;3.将数值计算结果与文献中的试验结果进行比较。结论:1.基于移动最小二乘的无网格法能够较准确地模拟自由面流动中的液体迸溅、翻滚、破碎以及入水等强非线性现象,在处理大变形流动问题时体现出较好的灵活性及较强的自由面模拟能力;2.对比分析数值计算结果与试验现象,得到一致性较好的结果,验证了该无网格法的准确性与可靠性。