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题名船舶与海洋工程流固耦合数值方法研究进展
被引量：7
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作者
张桂勇
王双强
孙哲
肖启航
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机构
大连理工大学船舶工程学院
大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室
高新船舶与深海开发装备协同创新中心
贝德福德海洋研究所渔业与海洋部
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出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2022年第5期52-73,共22页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52061135107)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT20TD108)
+1 种基金
辽宁省兴辽英才计划资助项目(XLYC1908027)
大连市重点领域创新团队资助项目(2020RT03)。
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文摘
流固耦合问题较为复杂,通常难以通过理论推导求得,而数值模拟则能提供一种有效的解决方案,并被广泛用于船舶与海洋工程领域。流固耦合数值方法根据其网格离散方式,可以分为贴体网格方法、非贴体网格方法、重叠网格方法和粒子类方法 4类,对这4类方法的特点及研究进展进行概述并总结得出:贴体网格方法和重叠网格方法均能精确捕捉界面的变形和演化,适合高雷诺数流动问题,在考虑结构变形时一般采用贴体网格方法,而考虑复杂几何形状的刚体运动时则常采用重叠网格方法;非贴体网格方法能够避免网格的更新操作,使计算较为简单,目前多用于模拟流动控制、水下柔性仿生航行器的研发以及多体运动干扰等问题;粒子类方法因其固有的拉格朗日属性,在模拟涉及自由液面剧烈变形、砰击、爆炸等强非线性流固耦合问题中发挥着重要作用。不同的流固耦合问题属性决定了不同方法的适用性,如何选取适合的数值方法,同时结合各类方法的优势开发新的计算方法以应对更为复杂的问题,是流固耦合算法开发的重要发展方向。
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关键词
流固耦合
贴体网格方法
非贴体网格方法
重叠网格方法
粒子类方法
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Keywords
fluid-structure interaction(FSI)
body-fitted grid method
non-body-fitted grid method
overset grid method
particle-based method
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分类号
U661.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名基于浸没光滑有限元法的双圆柱体运动问题研究
被引量：1
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作者
王双强
回达
张桂勇
张智谦
宗智
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机构
贝德福德海洋研究所渔业与海洋部
大连理工大学运载工程与力学学部船舶工程学院
大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室
新加坡高性能计算研究院
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出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2021年第2期146-155,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51639003)
中央高校基本科研业务费资助项目(DUT20TD108,DUT20LAB308)
辽宁省兴辽英才计划项目(XLYC1908027)。
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文摘
本文采用浸没光滑有限元方法对二维流域内双圆柱体运动时的干扰问题进行研究。通过引入虚拟流体假设将流固耦合控制方程进行分解,采用新型光滑有限元方法离散固体运动方程,并用半隐式特征线分裂方法(CBS)求解不可压缩粘性流体N-S方程,流固相互作用力通过虚拟流体域进行计算。结果表明该方法能很好地模拟双体运动干扰作用及引起流场特性的变化。
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关键词
浸没光滑有限元
流固耦合
半隐式特征线分裂方法
干扰
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Keywords
immersed smoothed finite element method
fluid-structure interaction
characteristic-based split
interference
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分类号
O357.1
[理学—流体力学]
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