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黄俊涛;巴勃罗·卡里卡。;弗雷德里克·斯特恩

曲线动态重叠网格的半耦合气/水浸没边界法及其在船舶流体力学中的应用。 （英语） Zbl 1283.76052号

国际期刊数字。方法流体 58，第6号，591-624（2008）.
小结：对于船舶流体力学中的许多问题，气流对水流的影响可以忽略不计（通常称为自由表面条件），但船舶周围的气流仍然值得关注。提出了一种将水流与空气溶液解耦，但空气流动使用非定常水流作为边界条件的方法。作者称之为半耦合空气/水流方法。该方法可分为两个步骤。在每个时间步长，首先使用单相方法计算自由表面水流，假设界面上压力恒定且应力为零。第二步是计算假定自由表面为移动浸没边界（IB）的气流。为笛卡尔网格开发的IB方法[R.米塔尔和G.伊卡里诺年。流体力学版次。37239–261（2005年；Zbl 1117.76049号)]扩展到曲线网格，其中使用无滑移和连续性条件来强制执行气流的速度和压力边界条件。靠近IB的强迫点可以在尖锐的界面条件下计算和修正，这使得计算非常稳定。重叠实现类似于单相解算器的实现[P.M.卡里卡等，计算。流体36，第9期，1415–1433（2007；Zbl 1194.76197号)]不同的是，水中的点被设置为IB点，即使它们是边缘点。通过压力隐式与算子分裂或投影方法的压力-速度耦合用于水计算，而投影方法用于空气。每种流体的方法都是单相方法，从而避免了由于空气和水之间流体性质的巨大差异而导致的病态数值系统。该计算仅比单相版本稍慢，在自由表面附近完全没有杂散速度振荡，这在全耦合方法中经常出现。通过与解析解的比较，验证了波浪边界上的层流Couette流，并通过与实验流体动力学（EFD）和两相水平集计算结果的比较，对地面作战模型David Taylor模型盆地（DTMB）5512进行了验证。对ONR Tumblehome DTMB 5613进行了复杂的流动计算，上层建筑受到波浪和风的影响，包括6自由度运动和SS7不规则波浪和风中的拉削。

引用于1审查
引用于6文件

MSC公司：

76米25 其他数值方法（流体力学）（MSC2010）
76B20型 船舶波浪
76B07型 不可压缩无粘流体的自由表面势流

关键词：

自由表面流;水平集方法;半耦合方法;浸没边界;曲线和动态重叠网格;船舶流体动力学

引文：

Zbl 1117.76049号;Zbl 1194.76197号

软件：

CFDShip-Iowa公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{J.Huang}等人，国际期刊数字。方法液体58，No.6，591--624（2008；Zbl 1283.76052）
全文： 内政部

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