基于SPH方法的船体海洋飞沫生成形态模拟  

Morphological Simulation of Marine Droplet Generation on Ship Hull Based on SPH Numerical Simulation Technique

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作  者:陈家静 白旭[1] CHEN Jiajing;BAI Xu(School of Naval Architecture and Ocean Engineering,Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang 212003,Jiangsu,China)

机构地区:[1]江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003

出  处:《船舶工程》2024年第4期66-72,89,共8页Ship Engineering

基  金:国家自然科学基金面上项目(51879125);江苏省高校自然科学研究重大项目(18KJA580003);江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX22_3777)。

摘  要:为了研究海洋飞沫的生成形态,采用光滑粒子法(SPH)的粒子捕捉技术,分析4种常见的船首特征对海洋飞沫轨迹的影响。研究发现,船首的设计在飞沫的生成和运动特性上起着决定性作用。球鼻艏和破冰艏通过镇压波浪减少飞沫的覆盖范围,而飞剪艏和前倾艏则利用其独特的流线型设计有效地对飞沫进行引流,但却导致飞沫的生成高度较高,覆盖范围较广。此外,研究还揭示了不同类型的飞沫(如崩波破碎、卷波和激散波破碎)在船首附近的工况和轨迹模式。研究结果可为船舶设计优化及防除冰技术提供重要理论支持。To study how sea spray form,the smoothed particle hydrodynamics(SPH)method for particle capturing technology is employed to analyze the influence of four common bow characteristics on ocean spray trajectories.The research show that the design of the bow plays a decisive role in the generation and movement characteristics of the spray.Bulbous bows and icebreaker bows suppress waves reduce the coverage area of the spray,while clipper bows and raked bows utilize their unique streamlined design effectively to guide the spray,minimizing the spray's direct impact on vessels.In addition,the working conditions and trajectory patterns of different types of droplets(such as collapse,curl and excited wave fragmentation)near the bow of the ship are also revealed.The results can provide valuable theoretical support for the optimization of ship design and anti-icing technology.

关 键 词:船舶积冰 海洋飞沫 船首形状 光滑粒子法 

分 类 号:U671.99[交通运输工程—船舶及航道工程]

 

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