基于牛顿-欧拉方程的固流耦合模拟

摘要

依据牛顿-欧拉方程,结合力矩和表面张力理论,设计了一组新的基于网格的水波-物体交互方程,模拟了由点波源引起的水波运动,以及水和固体共同存在时,二者之间的相互作用影响各自的运动状态.详细分析了在这种固流耦合情况中,水波遇到障碍物引起的波纹的变化,以及物体在网格力和转动力的作用下,运动状态随位置、能量和时间改变的变化规律,其中还考虑了表面张力对物体运动状态的影响.从实验效果图看,水波和物体的运动都较为自然真实.