物体自由入水的多参数影响分析

作者：刘双; 武雨嫣; 何广华^*; 谢滨阳

来源：哈尔滨工程大学学报（英文版）, 2020, 41(01): 95-102.

• 计算流体力学
• 二维楔形体
• 自由入水
• 砰击压力
• 重叠网格
• 网格重构
• 入水速度
• 底升角

为了研究入水速度和底升角等参数对物体自由落水砰击的影响,本文基于STAR-CCM+和Fluent,并结合网格重构技术、重叠网格技术、VOF界面捕捉技术等建立了2种可自相互验证的数值计算模型,对比分析了二维楔形体的自由入水过程。进行了网格收敛性的验证,并对比分析了不同速度-压力耦合求解算法。将建立的CFD计算模型与已发表的试验结果进行比较,验证了其准确性。模拟了不同参数(入水速度和底升角)下楔形体的自由入水过程,并分析了其对压力、速度、流场等物理量的影响。研究结果表明,底升角越小、速度越快的楔形体,在入水过程中产生的砰击力极值越大,且极值出现的时间越早。建立了2种自由入水砰击数值模型,并进行了自相互验证。模拟结果显示:所建立的数值模型能较精确地模拟物体自由落水砰击问题,可为之后进行弹性形变的入水砰击问题研究提供技术支持。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学（威海）; 机电工程学院