船底結(jié)構(gòu)砰擊時(shí)的流固耦合數(shù)值模擬.pdf

1、當(dāng)船舶在惡劣的海況下高速航行時(shí)，由于較大的縱搖和垂蕩運(yùn)動(dòng)，船首和其它部位會(huì)因頻繁地出入水發(fā)生砰擊，導(dǎo)致船體局部結(jié)構(gòu)損壞或引起整個(gè)船體振動(dòng)甚至折斷。由于砰擊載荷作用而導(dǎo)致的沉船事故屢見(jiàn)不鮮，因此在實(shí)際應(yīng)用中，很有必要研究船體剖面在砰擊情況下的強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題，這對(duì)于大、中型船舶的船體砰擊問(wèn)題有著現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。砰擊問(wèn)題的難點(diǎn)主要來(lái)自三方面：該過(guò)程的非定常性、液面的大波動(dòng)性及流固耦合界面的非線性。 本文利用大型有限元工程軟件ANSYS/

2、LS-DYNA作為前后處理和中間計(jì)算，數(shù)值模擬了二維剛性楔形體入水砰擊的過(guò)程。在數(shù)值模擬計(jì)算中，結(jié)構(gòu)采用了Lagrange矩形殼單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，流場(chǎng)則采用Euler六面體實(shí)體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分；結(jié)構(gòu)與流體間采用任意拉格朗日一歐拉方法(Arbitrary Imgrangian Eulerian，即ALE方法)中的罰函數(shù)耦合算法，兩者的交界面定義為流固耦合面。并考慮了結(jié)構(gòu)的入水速度、重力、邊界條件等因素，得到了楔形體的垂向加速度曲線，并與試