基于FPM方法的入水问题数值模拟研究

分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》

王敏 马小晶 陈尉 张博文

摘要： 结构体入水作为一个高度非线性的冲击动力学问题，广泛存在于船舶海洋和军事等工程领域，因此，对该问题进行精确而高效的数值模拟是十分必要。采用有限质点法(finite particle method, FPM),结合无反射边界，数值模拟研究了二维结构体入水的动态过程。通过分析楔形体入水所受的垂向力、速度和压力，并与相关文献结果对比分析，验证了该方法的有效性。在此基础上，对不同工况下的入水问题进行了模拟，研究了不同尺寸、形状、初速度和质量等情况下，结构入水冲击时垂向力和速度随时间的变化规律，以及不同时刻下压力响应的变化趋势。研究结果表明：楔形体的底升角尺寸、结构体形状、入水初速度和质量等因素都会直接影响结构体入水的力学特性，为入水结构体的力学设计提供了参考。

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