声明
主要符号表
第1章 绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 流固耦合研究现状
1.2.1 流固耦合数值方法综述
1.2.2 流固耦合系统求解算法
1.3基于固定网格的流固耦合计算方法
1.3.1处理动边界的浸入边界法
1.3.2 Level set自由捕捉方法
1.3.3 直角网格方法在海洋工程中应用
1.4 柔性多体动力响应计算方法
1.5本文研究内容及创新点
第2章 数值求解不可压缩Navier-Stokes方程
2.1 引言
2.2 数学模型
2.3 空间离散
2.3.1 对流项离散
2.3.2粘性项离散
2.4 方程求解
2.4.1 分步法
2.4.2 Possion 方程求解
2.5 边界条件
2.5.1 速度边界条件
2.5.2 压力边界条件
2.6 数值验证
2.7 小结
第3章 基于虚拟网格法的动边界流动计算
3.1引言
3.2 浸入界面追踪
3.2.1 基于RBF的物面表示
3.2.2 网格属性识别
3.3 虚拟网格重构
3.3.1 RBF重构虚拟网格
3.3.2界面重构格式比较
3.3.3 表面力计算
3.4 面积分数表示方法
3.4.1 压力泊松方程修正
3.4.2 面积分数计算
3.5 预测修正强耦合求解策略
3.6 数值验证
3.6.1 静止球体或非球体绕流
3.6.2 静水中圆柱纵向振荡
3.6.3 水翼振荡
3.6.4 渠道中圆盘自由下落
3.7 小结
第4章 基于GALS方法的自由表面捕捉
4.1 引言
4.2 基于level set的两相流模型
4.2.1 数学模型
4.2.2 经典level set方法
4.2.3 梯度增量level set方法
4.3 数值求解GALS方程
4.3.1 广义CIR 方法
4.3.2 Hermite 立方插值
4.4 基于GALS法的两相流求解
4.4.1 Lagrange多项式速度插值
4.4.2 窄带域再初始化
4.4.3 时间约束条件
4.5 气液固三相界面处理
4.6 数值验证
4.6.1 二维矩形液舱晃荡
4.6.2 规则波浪生成和传播
4.6.3 三维溃坝
4.7 小结
第5章 ANCF求解器开发和变形响应计算
5.1 引言
5.2有限元方程推导
5.2.1 节点坐标描述
5.2.2 惯性力和外力计算
5.2.3 弹性力和虚功方程
5.2.4 非线性方程求解
5.3 梁单元模型
5.3.1 二维ANCF剪切梁单元
5.3.2 三维ANCF剪切梁单元
5.3.3 三维ANCF悬链线单元
5.4 柔性界面质点重构方法
5.5 算例验证
5.5.1 悬臂梁大变形
5.5.2柔性单摆自由下落
5.6小结
第6章 三维波浪结构物的耦合作用研究
6.1 液舱晃荡概述
6.2 长方体大幅晃荡
6.2.1 算例验证
6.2.2 激励频率影响
6.2.3 横隔板的影响
6.3 三维菱形液舱晃荡
6.4 小结
第7章 柔性边界流固耦合相互作用
7.1 概述
7.2 均匀流中柔性水翼的振荡
7.2.1 单个柔性水翼振荡
7.2.2 并列布置的两柔性水翼振荡
7.3 柔性丝带的流致振荡
7.3.1 单个柔性丝带的流致振荡
7.3.2并列布置两柔性丝带的流致振荡
7.4 小结
第8章 总结与展望
8.1 全文总结
8.2 展望及建议
致谢
参考文献
攻读学位期间获得的科研成果
武汉理工大学;
