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随机激励下液舱晃荡数值模拟分析

中国舰船研究 2022年第2期17卷 81-90页

作者：姜胜超徐博王子豪大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

[目的]研究随机激励条件下矩形液舱内的瞬态效应、不同谱峰频率与有义激励振幅对液舱晃荡的影响。[方法]采用计算流体力学(CFD)方法建立数值模型,通过与线性势流解析解和实验数据进行对比,验证所提数值模型的可靠性。[结果]结果显示,随... 详细信息

[目的]研究随机激励条件下矩形液舱内的瞬态效应、不同谱峰频率与有义激励振幅对液舱晃荡的影响。[方法]采用计算流体力学(CFD)方法建立数值模型,通过与线性势流解析解和实验数据进行对比,验证所提数值模型的可靠性。[结果]结果显示,随机激励瞬态效应对液舱晃荡自由水面变化有显著影响,通过施加缓冲函数可以较快地获取稳定结果;当激励谱谱峰频率接近液舱晃荡固有频率时,液舱晃荡波高响应谱的能量主要集中在液舱的固有频率处,而当激励谱谱峰频率远离液舱晃荡固有频率时,液舱晃荡波高响应谱的能量主要集中在谱峰频率附近;随着激励谱有义振幅的增大,液舱晃荡响应相对于线性波(偏离度为0)其振幅偏离度增大,液舱的非线性显著增强。[结论]对于随机激励的模拟,尤其是激励频率远离固有频率时,对激励历时线进行缓冲函数处理非常有必要;当谱峰频率远离一阶固有频率向更高频移动,在接近第i阶固有频率时,该频率处的峰值将占主导。

关键词：液舱晃荡随机激励瞬态效应数值模拟

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流速对月池内流体共振影响的数值模拟

舰船科学技术 2023年第23期45卷 50-55页

作者：孙克帅姜胜超大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

本文基于OpenFOAM,对双体船月池中在不同流速下形成的流体共振进行数值模拟。通过与文献中实验和数值结果的比较,验证了该模型的准确性。数值模拟表明,当傅汝德数Fn=0.04和0.08时,流速对共振振幅的影响会减小。当Fn=0.12时,可观察到月... 详细信息

本文基于OpenFOAM,对双体船月池中在不同流速下形成的流体共振进行数值模拟。通过与文献中实验和数值结果的比较,验证了该模型的准确性。数值模拟表明,当傅汝德数Fn=0.04和0.08时,流速对共振振幅的影响会减小。当Fn=0.12时,可观察到月池入口附近的速度场与涡流发生显著变化,这导致共振振幅的影响增加。即流速较小时可减小共振振幅,随着流速的增加,月池入口附近区域的流体形态发生显著变化,这种变化会增加对共振振幅的影响。

关键词：流体共振月池流速垂荡运动 OpenFOAM

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潜浮式无人船多工况阻力试验与数值模拟研究

船舶力学 2022年第11期26卷 1624-1634页

作者：侯远杭安广硕苏琳芳梁霄姜胜超大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

本文针对一种潜浮式无人船的多潜深航行工况开展了阻力性能试验,并通过CFD软件STAR-CCM+对船体的阻力进行了数值模拟。分别对水面航行工况、边缘潜深工况和多组完全浸没潜深工况下阻力性能试验与数值模拟的结果进行了分析讨论。得出了... 详细信息

本文针对一种潜浮式无人船的多潜深航行工况开展了阻力性能试验,并通过CFD软件STAR-CCM+对船体的阻力进行了数值模拟。分别对水面航行工况、边缘潜深工况和多组完全浸没潜深工况下阻力性能试验与数值模拟的结果进行了分析讨论。得出了低速航行时水面航行工况下总阻力较小,高速航行时边缘潜深工况阻力随速度增加迅速增大,完全浸没潜深工况随潜深增加阻力逐渐减小的结论。并通过可视化处理分析了多工况下船体的兴波情况、船体表面压力以及船体附近流场情况。本研究的方法和结论可以为潜浮式无人船的工程应用提供技术指导和支持。

关键词：潜浮式无人船多潜深水动力性能阻力试验数值模拟

基于预修正快速傅里叶变换高阶边界元方法的多体水动力分析

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计算力学学报 2012年第6期29卷 912-920页

作者：姜胜超勾莹滕斌大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024

高阶边界元方法在求解波浪对海上建筑物作用问题中具有诸多优势,但由于它所形成的矩阵是一个满阵,计算量和存储量均为未知量的平方量级,很难满足如多体水动力分析等大尺度多未知量问题的计算需要。本文采用预修正快速傅里叶变换高阶边... 详细信息

高阶边界元方法在求解波浪对海上建筑物作用问题中具有诸多优势,但由于它所形成的矩阵是一个满阵,计算量和存储量均为未知量的平方量级,很难满足如多体水动力分析等大尺度多未知量问题的计算需要。本文采用预修正快速傅里叶变换高阶边界元方法(pFFT-HOBEM),将计算量和存储量均降低到未知量的线性量级。通过对不同未知量时该方法与传统边界元法的计算量与存储量的对比,以及该方法自身各步骤计算时间的对比,研究了不同pFFT网格方案对计算量和存储量的影响,并提出了基于计算时间最小化原则的pFFT网格优化方法。采用本文方法研究了四柱结构在不同频率波浪作用下的作用力及波面分布,并对近场干涉发生时的物理现象进行了分析和讨论。

关键词：高阶边界元,预修正快速傅里叶变换方法,多物体,近场干涉

波浪作用下带横摇运动并联双箱间窄缝水体共振问题研究

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波浪作用下带横摇运动并联双箱间窄缝水体共振问题研究

第三十三届全国水动力学研讨会

作者：刘浩姜胜超大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连理工大学船舶工程学院

并联双箱间的水体在特定周期波浪激励下会发生明显的共振行为。共振的发生将导致窄缝内的水体大幅运动,箱体所受波浪力显著增加,并进一步影响箱体的运动。本研究采用黏性流数值模型对该问题进行求解,对箱体存在横摇运动时窄缝内水体的...

并联双箱间的水体在特定周期波浪激励下会发生明显的共振行为。共振的发生将导致窄缝内的水体大幅运动,箱体所受波浪力显著增加,并进一步影响箱体的运动。本研究采用黏性流数值模型对该问题进行求解,对箱体存在横摇运动时窄缝内水体的运动情况及箱体的运动情况进行研究。结果表明,当箱体存在横摇运动时,窄缝内的水体共振周期与固定情况相比发生明显的偏移,窄缝内的响应波幅也显著增加;箱体的横摇运动随着窄缝内的水体响应发生变化,并在水体共振时达到运动的最大值。

关键词：

来源： cnki会议评论

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月池流体共振的数值分析

月池流体共振的数值分析

第三十三届全国水动力学研讨会

作者：兰俊杰姜胜超大连理工大学船舶工程学院

FPSO等大型浮式结构系统通常具有贯穿结构主体的月池结构,在特定的波浪条件下,月池流体会产生共振,影响作业效率及安全。本文用基于OpenFOAM建立的二维数值波浪水槽对波浪作用下月池中的流体共振情况进行了研究,并利用实验数据及线性势...

FPSO等大型浮式结构系统通常具有贯穿结构主体的月池结构,在特定的波浪条件下,月池流体会产生共振,影响作业效率及安全。本文用基于OpenFOAM建立的二维数值波浪水槽对波浪作用下月池中的流体共振情况进行了研究,并利用实验数据及线性势流解析解对数值模拟结果进行验证,确保了模型的准确性。数值结果表明,当入射波以共振频率入射时,随着波陡增加,会有更多的能量被反射,导致月池内流体的共振波幅减;远离共振频率时,随着波陡的增加,反射系数、透射系数及能量耗散均减小。

关键词：

来源： cnki会议评论

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水槽边壁效应对四柱结构准陷波现象的影响

哈尔滨工程大学学报 2021年第4期42卷 482-490页

作者：纪翀杜一豪姜胜超大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为了准确预报海洋平台气隙性能,提高平台的安全性,本文借助HydroStar软件对四柱结构在开敞海域和水槽中的水动力响应进行了模拟。基于线性势流理论和边界元方法,对不同圆柱半径下的四柱结构在波浪作用下的准陷波现象展开了对比研究。结... 详细信息

为了准确预报海洋平台气隙性能,提高平台的安全性,本文借助HydroStar软件对四柱结构在开敞海域和水槽中的水动力响应进行了模拟。基于线性势流理论和边界元方法,对不同圆柱半径下的四柱结构在波浪作用下的准陷波现象展开了对比研究。结果表明:圆柱半径的增大可以使准陷波模态的自振频率向高频移动,且对高阶准陷波模态的影响较为显著,并且导致波面分布特征的改变;决定准陷波现象发生频率的关键因素实际为圆柱侧壁间距;水槽横向立波自振频率与准陷波频率存在耦合作用,2种共振模态同时激发,导致对应频率附近波高峰值的显著增加。

关键词：准陷波现象四柱结构水槽边壁效应波浪爬高势流边界元波浪水槽 HydroStar软件

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四柱结构在波浪作用下的近场干涉

哈尔滨工程大学学报 2011年第5期32卷 546-554页

作者：姜胜超吕林滕斌勾莹大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学深海工程研究中心辽宁大连116024

针对波浪作用下的四柱结构近场干涉问题,应用势流理论对其现象与机理进行了研究.发现近场干涉发生时,柱群内侧流体发生共振运动,波高达到一个较大的峰值,且在波浪的多次反射作用下,最大波浪爬高出现在背浪侧圆柱的内侧,而柱群外侧及其... 详细信息

针对波浪作用下的四柱结构近场干涉问题,应用势流理论对其现象与机理进行了研究.发现近场干涉发生时,柱群内侧流体发生共振运动,波高达到一个较大的峰值,且在波浪的多次反射作用下,最大波浪爬高出现在背浪侧圆柱的内侧,而柱群外侧及其中心处的波高则相对较低.同时,每根圆柱所受到的一阶水平波浪力均出现一个较大的峰值,这是圆柱两侧波高分布及相位关系共同作用的结果.二阶漂移力峰值主要与圆柱内外两侧波高有关,且当近场干涉发生时,圆柱的漂移力总是由群柱内侧指向外侧,使圆柱产生背离运动的趋势.

关键词：近场干涉四柱结构边界元波浪力二阶漂移力

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不规则波作用下三箱系统水动力共振问题分析

不规则波作用下三箱系统水动力共振问题分析