张友林
- 作品数：12 被引量：21H指数：2
- 供职机构：上海交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者奖励计划工业与信息化部高技术船舶科研项目更多>>
- 相关领域：交通运输工程理学天文地球水利工程更多>>
- 基于MPS-FEM耦合方法对比研究刚性与弹性挡板对液舱晃荡的抑制作用（英文）被引量：11
- 2016年
- 由流体冲击载荷引起的流固耦合问题广泛存在于船舶与海洋工程领域.例如:在特定激励频率下载液货舱内流体的非线性运动引起对舱壁的砰击作用,进而可能影响液舱围护系统的安全性.由于此类流固耦合问题通常涉及多学科知识,且流体自由面的变化具有强非线性特征,对研究人员带来较大挑战.考虑到Lagrange类方法在处理结构和流体自由面大变形问题上的优势,基于MPS-FEM耦合方法开发了流固耦合求解器.其中,采用MPS方法来数值模拟流体场瞬态变化,FEM方法来分析结构场的变形问题.此外,该求解器采用了弱耦合的方式来实现流体场和结构场之间的数据传递.为了验证该方法在处理流固耦合问题上的可靠性,首先数值研究了溃坝泄洪流与弹性挡板之间的流固耦合标准算例,数值结果与实验标准结果能够较好地吻合.此后,采用该求解器数值研究了带刚性挡板和弹性挡板的液舱晃荡问题,对比分析了多种激励频率下两种挡板对液舱内流体运动及舱壁上冲击压力的抑制效果.
- 张友林陈翔万德成
- 关键词：液舱晃荡
- 全文增补中
- MPS-FEM方法在流固耦合问题中的应用
- 随着船舶与海洋工程朝着大型化、深远海的方向高速发展,越来越多的船海结构物运营于复杂的海洋波浪环境中。在波浪载荷的作用下,结构物将产生弯曲变形、波激振动等流固耦合问题,结构的安全性受到空前的挑战。在既往的研究中,该问题始终...
- 张友林
- 关键词：有限单元法流固耦合溃坝流动液舱晃荡
- 文献传递
- 基于MPS方法模拟被动式减摇水舱的晃荡
- 船舶六自由度运动中,横摇对船舶的安全性影响十分严重。船舶在设计建造时,常采用减摇装置来降低横摇运动对船舶安全的危害。其中,减摇水舱因其结构简单、经济、便于养护,且在低航速和无航速情况下仍能发挥作用而得到广泛应用。为研究其...
- 文潇张友林万德成
- 关键词：MPS减摇水舱晃荡
- 文献传递
- 基于MPS方法的孤立波与平板结构相互作用问题研究
- 表面孤立波与海洋结构物的相互作用常伴随有砰击、上浪等现象,是船舶与海洋工程领域需要研究的重要问题之一。本文采用MPS法求解器MLParticle-SJTU对孤立波与平板结构相互作用问题进行研究。使用求解器的推板造波模块,...
- 张友林唐振远万德成
- 关键词：孤立波CFD
- 文献传递
- MPS方法研究进展及其在船舶水动力学问题中的应用被引量：6
- 2018年
- 移动粒子半隐式方法(moving particle semi-implicit,MPS)是基于Lagrangian观点来描述流体的运动,具有能够灵活处理自由面的大幅度变形及物体的运动变形等优点,近年来受到越来越多研究人员的关注。本文对MPS方法的研究进展及其在船舶与海洋工程水动力学问题中的应用现状进行介绍。从计算精度方面,介绍了研究人员为提高压力场的光滑性及稳定性,对粒子间相互作用模型做出的多种改进。从计算效率方面,介绍了提高MPS方法计算速度的主要技术手段,同时从扩展MPS方法在实际水动力学问题中应用范围的角度,介绍了研究人员在数值边界条件和多相流方面做出的贡献。本文回顾了MPS方法在船舶与海洋工程典型水动力学问题中的应用成果,对该方法在数值格式改进、与其他方法耦合及三维复杂实际工程应用方面的发展空间进行了展望。
- 陈翔陈翔张友林
- 关键词：多相流流固耦合
- MPS-FEM方法数值模拟带自由面的流固藕合问题
- 在船舶与海洋工程领域，流固耦合问题是普遍存在的现象之一。当伴随有剧烈的自由面演化时，此类问题将变的更加复杂。随着计算科学的发展，研究人员为揭示流固耦合问题的物理机理而提出了众多的数值方法。
- 张友林唐振远陈翔万德成
- 关键词：无网格法有限元法流固耦合
- 无网格粒子法在液舱晃荡剧烈流动问题中的应用
- 随着中国对深海油气资源需求的日益增加,越来越多的高新载液船舶(例如大型液化天然气船、浮式生产储油平台等)得以建造.当此类船舶航行于恶劣海况时,将可能由舱内液体的剧烈晃动而引起船舶稳性的降低及舱壁结构的变形破坏.针对此剧烈...
- 张友林万德成
- 关键词：液舱晃荡
- MPS-FEM方法数值模拟带自由面的流固耦合问题
- 在船舶与海洋工程领域,流固耦合问题是普遍存在的现象之一。当伴随有剧烈的自由面演化时,此类问题将变的更加复杂。随着计算科学的发展,研究人员为揭示流固耦合问题的物理机理而提出了众多的数值方法。其中,一种典型的无网格粒子法——...
- 张友林唐振远陈翔万德成
- 关键词：无网格法有限元法流固耦合
- 文献传递
- MPS方法在细长河道中溃坝流动的应用研究
- 2017年
- 溃坝问题是我国防灾减灾工作中的一个突出问题.溃坝发生时,会对下游的结构物产生剧烈的砰击作用,并伴随着自由液面的翻卷、破碎等强非线性现象.对这种短时间的自由面强非线性变化,基于网格的计算流体方法往往需要一些特殊的数值处理.文中采用本课题组自主开发的无网格粒子法求解器MLParticle-SJTU对二维带斜坡、三维带90°急弯的溃坝问题进行了模拟.研究了溃坝流的自由面演化,分析了溃坝流遭遇斜坡障碍物的复杂流动现象,并记录下监测点的波高时间历程.通过MPS的数值模拟结果与试验数据进行对比,两者吻合较好.
- 饶成平张友林万德成
- 关键词：无网格方法溃坝流动
- MPS-FEM数值分析带自由面的流固耦合问题被引量：2
- 2017年
- 随着计算科学的发展,研究人员为探索流固耦合问题的物理机理而提出了众多的数值方法。其中,耦合的移动粒子半隐式方法 MPS(Moving Particle Semi-Implicit method)和有限单元法FEM(Finite Element method)为流固耦合问题的数值仿真工作提供了新的途径。本文所有流场的数值模拟工作均采用课题组自主开发的无网格法求解器MLParticle-SJTU来完成。该求解器在原始的MPS法基础上,对核函数、压力梯度模型、压力泊松方程的求解和自由面判断方式等方面进行了改进。此外,在该求解器框架内,基于FEM法拓展了针对结构场进行求解的功能。首先,对MPS和FEM方法的理论模型及其耦合策略进行了介绍。然后,采用该自研MPS-FEM耦合求解器,数值模拟了溃坝流动对弹性结构的冲击及其相互作用的标准问题。通过将结构变形及自由面波型变化等结果与已发表结果进行对比,验证了该求解器在处理带自由面剧烈变化的粘性流体和柔性变形结构的耦合作用问题上的可行性。
- 张友林邹璐万德成
- 关键词：无网格法流固耦合
