基于CFD方法的船舶运动响应仿真

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本研究采用CFD方法建立三维波浪水池,并在所模拟的数值波浪水池中计算Wigley船型顶浪航行在规则波时的运动响应。采用RANS方程求解非定常的不可压缩粘性流体,并采用VOF方法对自由面进行动态模拟。通过编写UDF设置边界入口速度、波高及在波浪水池尾部1~2倍波长区域消波。采用动网格技术结合六自由度求解器模拟船舶的纵摇与垂荡运动。将采用CFD方法模拟得到的Wigley船运动响应与通过边界元法所得到的势流结果进行对比,发现两者吻合良好。本文所探索的方法可有效计算船舶在规则波中的运动响应,便捷高效,易于测量和控制,并能细致描述船体周围的流场情况。同时,也可为模拟分析其他海洋结构物在波浪中的运动响应具有参考价值,丰富与扩展数值波浪水池的应用。
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