船舱舷侧破损进水过程的MPS数值模拟(3)

所以,想要对船舶破损后波浪载荷在不同海况下的极值分布做出正确的估值,对能否保持浮性和残存作出正确的预估,从而最终果断地做出弃船与否的艰难


所以,想要对船舶破损后波浪载荷在不同海况下的极值分布做出正确的估值,对能否保持浮性和残存作出正确的预估,从而最终果断地做出弃船与否的艰难决定,就必须要对船舶破损进水后浮态和稳性有及时有效的判断,这样才能制定方案来调整压载的体积和分布以调整浮态、改善稳性。此外,想要增大破损船舶残存的概率,还可以通过改变船舶的航向和航速等关键数据以降低波浪载荷对船舶的影响来实现。

1.2   课题的发展与现状

1.2.1  关于破损进水的研究  

1.2.2  网格法的发展现状

1.2.3   基于无网格法的研究

2.1  MPS法的基本思想

MPS法表示流体流动的方法是:在拉格朗日坐标下,结合控制方程,观测携有动量、质量和位置等物理属性的粒子之间经核函数发生的相互作用,同时计算它们的属性值变化,综合统计所有粒子的数值结果,以此实现对流体流动的描述。N-S连续方程是分析粘性不可压缩流体的一种常用方法。

MPS法的特点:

(1)粒子数密度:MPS法可以求解严格意义上不可压缩流体的问题,这是因为它保证了粒子密度的不变,而流体密度和粒子密度又是成正比的,因此流体密度也就随之不变。

(2)完全的拉格朗日描述:基于拉格朗日法对动量守恒所建立的方程左端包含了物质导数和流速矢量形式,同时并没有考虑对流项的影响,因此也不存在相应的数值扩散。

(3)半隐式:MPS法的求解过程包括两个步骤:显示计算和隐式计算。计算时先通过用隐式求解压力泊松方程来得出压力场,这是建立在忽略压力项的同时求解粒子变化规律从而实现对粒子密度修正的基础上完成的。再根据所得的结果修改调整显示计算的位置和速度。

MPS法基于其诸多特点,能够更为逼真高效地模拟完全不可压粘性流体的自由表面不规则和大变形现象,如波浪的破碎、翻卷和爬坡等。