一种几何VOF方法在液舱晃荡流动模拟中的应用

论文摘要

isoAdvector是一种新的几何VOF （Volume of Fluid）方法,虽然克服了传统几何VOF方法难以适用于三维空间任意多面体网格的缺点,但不能直接用来模拟涉及动网格技术的液舱晃荡.为此,引入了运动通量修正,并提出了面-界面交线运动修正,使得修正后的isoAdvector方法可以应用到液舱晃荡的模拟中.基于不同的VOF方法对非共振、共振受迫晃荡和单次冲击波面进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果以及解析解进行了比较.结果表明:相对于代数VOF方法,采用修正后的isoAdvector方法获得的自由液面位置和整体水动力载荷精度更高;捕捉的波面没有褶皱,能够较好地模拟波面的翻卷和破碎.此外,提出了界面厚度的估计方法,分析了自由液面波高精度提高的原因.

论文目录

• 1 数学模型
•   1.1 控制方程
•   1.2 几何 VOF 方法——isoAdvector
•   1.3 界面厚度估计
•   1.4 数值模拟的相关设置
• 2 计算结果与讨论
•   2.1 受迫非共振晃荡
•   2.2 受迫共振晃荡
•     2.2.1 网格收敛性验证
•     2.2.2 自由液面位置对比
•     2.2.3 整体水动力载荷对比
•   2.3 单次冲击波面
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李金龙,尤云祥,陈科

关键词: 液舱晃荡,界面,几何流体体积,面界面交线

来源: 上海交通大学学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 船舶工业

单位: 上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心

基金: 国家自然科学基金资助项目(11802176,11372184),国家重点基础研究发展规划(973)项目(2015CB251203)

分类号: U661

DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2019.08.008

页码: 943-951

总页数: 9

文件大小: 3257K

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