基于FPM的船舶快速性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的大幅提高,基于拉格朗日形式的無網(wǎng)格數(shù)值計(jì)算方法得到了迅速發(fā)展。其中,有限點(diǎn)法(Finite Point Method,F(xiàn)PM)是比較成功的一種,它使用移動最小二乘法對每一個粒子點(diǎn)進(jìn)行插值,并采用配點(diǎn)法得到離散方程,完全擺脫背景網(wǎng)格的約束,粒子點(diǎn)之間不存在幾何拓?fù)潢P(guān)系。該方法目前已成功應(yīng)用在固體力學(xué)、流體力學(xué)等領(lǐng)域。相比于基于歐拉格式的網(wǎng)格法,有限點(diǎn)法在處理自由液面大變形、波浪翻卷破碎等劇烈變化的流場時具有獨(dú)特的優(yōu)勢,

2、研究 FPM算法原理,探索其在流場中的應(yīng)用,將對解決工程實(shí)際問題有重要意義。
  本文重點(diǎn)研究有限點(diǎn)法在不可壓縮流體力學(xué)問題中的應(yīng)用,尤其是對船舶快速性的研究。基于C++語言進(jìn)行FPM程序的設(shè)計(jì)開發(fā),并規(guī)范結(jié)果文件輸出格式和后處理方法。通過編寫二維Couette流、腔內(nèi)剪切流來驗(yàn)證程序算法的精度以及對低流速不帶自由液面的粘性流動問題的處理能力。其中Couette流成功的應(yīng)用了周期性邊界,既減小了計(jì)算粒子數(shù)量又沒有影響計(jì)算精度。腔內(nèi)

3、剪切流的運(yùn)動邊界只賦予邊界粒子速度但不更新位置。潰壩算例驗(yàn)證 FPM算法對自由液面大變形及翻卷破碎的處理能力,并在沿程增加障礙物進(jìn)行計(jì)算,之后將二維潰壩拓展到帶障礙三維潰壩,驗(yàn)證程序的可行性。液艙晃蕩考察程序?qū)\(yùn)動邊界處理和壓力監(jiān)測的能力,選取兩種不同的激勵周期計(jì)算液艙內(nèi)液面響應(yīng)情況,通過在液艙壁設(shè)置壓力監(jiān)測點(diǎn)來驗(yàn)證壓力計(jì)算的精度。最后探討FPM方法在船舶水動力計(jì)算中的應(yīng)用。通過計(jì)算Wigley和DTMB5415船型的船體繞流和靜水阻力

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