船底結構砰擊時的流固耦合數(shù)值模擬.pdf

1、當船舶在惡劣的海況下高速航行時，由于較大的縱搖和垂蕩運動，船首和其它部位會因頻繁地出入水發(fā)生砰擊，導致船體局部結構損壞或引起整個船體振動甚至折斷。由于砰擊載荷作用而導致的沉船事故屢見不鮮，因此在實際應用中，很有必要研究船體剖面在砰擊情況下的強度計算問題，這對于大、中型船舶的船體砰擊問題有著現(xiàn)實的指導意義。砰擊問題的難點主要來自三方面：該過程的非定常性、液面的大波動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算，數(shù)值模擬了二維剛性楔形體入水砰擊的過程。在數(shù)值模擬計算中，結構采用了Lagrange矩形殼單元進行網(wǎng)格劃分，流場則采用Euler六面體實體單元進行網(wǎng)格劃分；結構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。并考慮了結構的入水速度、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