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一种无网格方法移动粒子半隐式方法MPS

基于改进的移动粒子半隐式方法的溃坝模拟(英文)

丛书名：紫金港学术智库

2018年

作者：吴巧瑞王化明

本书系统完整地介绍了MPS方法的基本理论，针对其自身的优势和缺陷，阐述MPS方法的改进思路和具体实施办法，在此基础上，通过MPS方法在船舶与海洋工程领域相关问题的处理过程来说明MPS方法的应用范围，进一步表现其在处理大变形自由液... 详细信息

ISBN: (数字)9787313190758

ISBN: (纸本)9787313190758

本书系统完整地介绍了MPS方法的基本理论，针对其自身的优势和缺陷，阐述MPS方法的改进思路和具体实施办法，在此基础上，通过MPS方法在船舶与海洋工程领域相关问题的处理过程来说明MPS方法的应用范围，进一步表现其在处理大变形自由液面问题中的优点。

关键词：船舶流体力学研究

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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船舶力学 2014年第9期18卷 1044-1054页

作者：吴巧瑞 Tan Ming-yi Xing Jing-tang 哈尔滨工程大学振动冲击实验室哈尔滨150001 南安普顿大学环境工程系流固耦合组

溃坝现象在船舶与海洋工程中是常见而又危险的,甲板上浪、液舱晃荡等都可以看作是广义的溃坝现象。溃坝是一种典型的自由面流动问题,存在运动边界以及复杂大变形和流体强间断问题,因此此类自由面流动的数值模拟一直是计算流体力学领域... 详细信息

溃坝现象在船舶与海洋工程中是常见而又危险的,甲板上浪、液舱晃荡等都可以看作是广义的溃坝现象。溃坝是一种典型的自由面流动问题,存在运动边界以及复杂大变形和流体强间断问题,因此此类自由面流动的数值模拟一直是计算流体力学领域的一大难题。文章基于改进的移动粒子半隐式方法(MPS),对溃坝问题进行了研究分析。相对于传统的网格法,MP在模拟大变形自由流动中展示了很大的优势。但是,在模拟过程中,由于自由表面粒子的误判以及粒子的过于集中现象,导致压力发生剧烈的震荡现象。针对这些问题,把角度判断法和一个碰撞模型引入传统的MPS进行改进。静水压力的模拟验证了改进后的MPS方法的有效性。在此基础上,文中对无障碍物溃坝和有障碍物溃坝模型进行了模拟和分析。

关键词：粒子法半隐式溃坝

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基于重叠网格法的结构物入水砰击研究

中国造船 2022年第1期63卷 102-112页

作者：吴巧瑞陈明辉张珍邵菲谢永和浙江海洋大学船舶与海运学院舟山316022 浙江海洋大学海洋工程装备学院舟山316022 中国舰船研究设计中心武汉430064

采用重叠网格法,对楔形体的入水砰击问题进行模拟。将数值计算结果与试验数据比较,验证了该数值方法的有效性;在此基础之上,探究斜升角、初始速度和下落高度对楔形体入水砰击的影响。初始速度和高度对楔形体入水过程中初次砰击压力峰值... 详细信息

采用重叠网格法,对楔形体的入水砰击问题进行模拟。将数值计算结果与试验数据比较,验证了该数值方法的有效性;在此基础之上,探究斜升角、初始速度和下落高度对楔形体入水砰击的影响。初始速度和高度对楔形体入水过程中初次砰击压力峰值的影响很大。随着入水深度的增加,气体逸出,出现二次峰值;当斜升角大于等于30°时,最大砰击压力出现在楔形体底端附近。此外,速度对二次砰击峰值的影响要比斜升角的影响大。

关键词：入水砰击重叠网格法数值方法楔形体

基于粒子法的水平挡板对液舱晃荡现象影响的分析

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中国造船 2021年第1期62卷 50-61页

作者：吴巧瑞张珍陈明辉唐元璋谢永和浙江海洋大学船舶与机电工程学院舟山316022 中国人民解放军91257部队舟山316041

液舱晃荡是复杂的流固耦合现象。液舱晃荡不仅会影响船舶的稳性,而且会冲击液舱壁面产生巨大的砰击力,对船体结构产生局部破坏,导致液货泄露甚至船体倾覆。论文基于改进的移动粒子半隐式方法建立液舱晃荡的数值模型,通过计算结果和试验... 详细信息

液舱晃荡是复杂的流固耦合现象。液舱晃荡不仅会影响船舶的稳性,而且会冲击液舱壁面产生巨大的砰击力,对船体结构产生局部破坏,导致液货泄露甚至船体倾覆。论文基于改进的移动粒子半隐式方法建立液舱晃荡的数值模型,通过计算结果和试验的比较,验证数值模型的有效性。在此基础之上,探究不同高度和长度的水平挡板在改善液舱晃荡现象方面的作用。

关键词：移动粒子半隐式方法液舱晃荡水平挡板粒子法

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计及气垫效应的曲面楔形体入水砰击研究

中国造船 2023年第1期64卷 87-98页

作者：吴巧瑞张珍陈明辉谢永和郁惠民浙江海洋大学船舶与海运学院舟山316022 浙江海洋大学海洋工程装备学院舟山316022

考虑不同的底边形状对楔形体入水砰击的影响,对平板自由落水的砰击问题进行数值模拟分析,将数值计算结果与试验结果进行对比,验证了该数值方法的有效性。在此基础上,探究不同下落高度和不同底边形状对楔形体入水砰击的影响。分析和对比... 详细信息

考虑不同的底边形状对楔形体入水砰击的影响,对平板自由落水的砰击问题进行数值模拟分析,将数值计算结果与试验结果进行对比,验证了该数值方法的有效性。在此基础上,探究不同下落高度和不同底边形状对楔形体入水砰击的影响。分析和对比不同参数的楔形体入水过程中的加速度以及砰击压力的变化,表明初始高度对砰击压力峰值的影响较大,外凸型楔形体的砰击压力主要集中在底部,而内凹型楔形体整体所受的砰击压力较为均匀。

关键词：入水砰击气垫效应楔形体底边形状

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可压缩射流冲击板结构的流固耦合动力学分析

哈尔滨工程大学学报 2012年第5期33卷 665-670页

作者：姚熊亮吴巧瑞张忠宇曹冬梅哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了获得可压缩射流冲击下板结构的流固耦合动力学特性,在双渐近法的基础上,针对射流问题的特殊性,将射流冲击问题的边界条件引入到双渐近方法的计算中,形成了一种新的适合于工程计算的数值方法.通过研究发现,冲击过程中,板的中心处会... 详细信息

为了获得可压缩射流冲击下板结构的流固耦合动力学特性,在双渐近法的基础上,针对射流问题的特殊性,将射流冲击问题的边界条件引入到双渐近方法的计算中,形成了一种新的适合于工程计算的数值方法.通过研究发现,冲击过程中,板的中心处会产生很大的冲击压力,并探明影响此压力的因素主要有冲击水柱含气量、板的材料、水柱横截面积、水柱头部形状和水柱速度.

关键词：可压缩射流冲击双渐近法流固耦合含气量

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双液舱自由衰减运动的数值研究

船舶力学 2022年第12期26卷 1772-1784页

作者：吴巧瑞张珍陈明辉白舜虹谢永和浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022

当载液货船在海上航行时,风、浪、流等环境载荷的作用会引起部分装载液舱产生液体晃荡现象。液舱晃荡不仅会对船舶安全带来一定的潜在风险,而且还会对海洋生态环境造成严重的威胁。本文针对不同装载率的双液舱自由衰减运动进行研究,通... 详细信息

当载液货船在海上航行时,风、浪、流等环境载荷的作用会引起部分装载液舱产生液体晃荡现象。液舱晃荡不仅会对船舶安全带来一定的潜在风险,而且还会对海洋生态环境造成严重的威胁。本文针对不同装载率的双液舱自由衰减运动进行研究,通过分析双液舱在衰减运动过程中,液舱角速度变化情况和液舱壁面的抨击压力以及自由液面的波高变化,探究双液舱自由衰减运动的机理和规律,可为载液货船的设计和制造提供一定的依据。

关键词：液舱晃荡自由衰减运动双液舱

基于改进MPS方法的弹性支撑侧壁对溃坝现象的影响分析

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浙江海洋大学学报（自然科学版） 2019年第1期38卷 76-82页

作者：吴巧瑞王磊谢永和白兴兰浙江海洋大学船舶与机电工程学院浙江舟山316022

溃坝现象广泛存在于船舶与海洋工程、港口与航道工程,水利水电工程等领域,并具有巨大的破坏性。同时,溃坝过程是一种非常复杂的流动现象,常常伴有自由液面的翻卷、破碎和飞溅现象,传统网格法在处理这些问题中往往会因为网格大变形而导... 详细信息

溃坝现象广泛存在于船舶与海洋工程、港口与航道工程,水利水电工程等领域,并具有巨大的破坏性。同时,溃坝过程是一种非常复杂的流动现象,常常伴有自由液面的翻卷、破碎和飞溅现象,传统网格法在处理这些问题中往往会因为网格大变形而导致数值模拟的失败。本文采用一种经过改进的基于拉格朗日粒子的无网格方法(MPS),首先对固定侧壁的溃坝现象进行模拟,在验证该方法的有效性的基础上,探究了弹性支撑侧壁对溃坝现象中的流动形态、侧壁受力以及表面波对侧壁的砰击压力的影响规律。

关键词：溃坝现象 MPS方法弹性支撑侧壁固壁

基于改进MPS方法的有挡板LNG液舱晃荡分析

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船舶力学 2020年第12期24卷 1557-1566页

作者：吴巧瑞王磊唐元璋谢永和 TAN Ming-yi XING Jing-tang 浙江海洋大学船舶与机电工程学院浙江舟山316022 南安普顿大学环境工程系流固耦合组英国南安普顿SO171BJ 中国人民解放军91257部队浙江舟山316041

液舱晃荡是一种非常复杂的流动现象,会产生自由移动液面的大变形和流体飞溅现象,具有强烈的非线性和随机性。随着LNG液货船的大型化发展,液舱晃荡现象所产生的极大的抨击力严重威胁着船舶的安全,如何改善液舱晃荡现象也成为亟需解决的... 详细信息

液舱晃荡是一种非常复杂的流动现象,会产生自由移动液面的大变形和流体飞溅现象,具有强烈的非线性和随机性。随着LNG液货船的大型化发展,液舱晃荡现象所产生的极大的抨击力严重威胁着船舶的安全,如何改善液舱晃荡现象也成为亟需解决的工程问题之一。鉴于液舱晃荡问题的特殊性,传统网格法往往会因为网格大变形而导致模拟的失效。因此,本文采用一种改进的基于拉格朗日粒子的MPS方法,在通过模拟液舱横摇晃荡验证其有效性的基础上,针对液舱壁面的抨击压力和自由液面的波高变化,探究了不同高度挡板对改善液舱晃荡现象的机理和规律。

关键词：液舱晃荡 MPS 有挡板大变形