运动船体甲板上浪的三维数值模拟

本文充分利用势流理论方法和CFD技术各自的优势建立了一种能够准确地再现甲板上浪现象的数值模拟方法.基于Fluent软件平台的二次开发,实现了浮体在波浪中遭受甲板上浪作用的数值模拟.船体的运动规律通过势流理论计算给定,在上浪现象模拟计算时,船体的运动采用移动网格技术实现.文中就迎浪状态下的运动FPSO模型所遭遇的甲板上浪进行了三维数值模拟研究,甲板上水体流动及其对结构物的冲击载荷与试验结果吻合良好.研究表明,该方法对上浪机理能给出较为清晰的描述,为进一步分析预报甲板上浪对浮体结构物的破坏作用提供了基础.     

基于动量源方法的黏性流数值波浪水槽

以N-S方程为控制方程,采用VOF方法追踪自由面,通过在动量方程中添加附加源项的方法,发展了黏性流数值造波和消波的方法。基于Fluent求解器,建立了同时具有造波和消波功能的二维数值波浪水槽。进行了数值模拟分析,表明了数值造波和消波的有效性,并成功地数值模拟了在黏性流理论框架中水波与两个垂直刚性薄板相互作用产生的驻波等现象。     

甲板上浪问题的研究进展

甲板上浪属于一种强非线性的波体相互作用问题,现象十分复杂。近年来,甲板上浪导致的FPSO（浮式生产储运系统,Floating Production Storage Offloading）的船首甲板和上层建筑严重损坏事故时有发生,甲板上浪问题因此也越来越受到国内外研究人员的重视。文章回顾了关于甲板上浪问题研究的发展历程,介绍了国内外理论研究的最新进展,并对甲板上浪的研究趋势进行了展望。