马哲，程勇，翟钢军

（1.大连理工大学深海工程研究中心，辽宁大连116024；2.江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003）

基于CFD流固耦合理论的海上浮式结构物水动力性能分析

马哲1，程勇2，翟钢军1

（1.大连理工大学深海工程研究中心，辽宁大连116024；2.江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003）

文章利用流体动力学控制方程和结构运动方程的耦合理论，在具有造消波功能的2D数值水槽中实现了海上浮式结构物在波浪中运动过程的数值模拟。以系泊式浮式方箱防波堤作为工程应用实例，分别采用梯形法和二、三阶单步数值迭代法对浮体的动力特性进行数值分析，并与基于势流理论的边界元法的结果做对比，分析后发现在波浪条件下梯形法和二、三阶单步法的计算精度相当，结果收敛，且与边界元法结果吻合较好，满足要求。该文提出了一种新的全自由度分块结构移动网格技术，实现了浮体所有方向的联合运动，而且网格不发生任何扭曲现象，计算时间、网格划分和精度要求都得到了较好的控制。

流固“全耦合”；梯形法；二、三阶单步法；全自由度分块结构移动网格技术

0 引言

在海洋工程领域，海洋平台、船舶和FPSO等海洋结构物在波浪作用下经常会发生波浪运动、砰击和甲板上浪等现象。为了保证海洋结构物在自存和工作工况下的安全性，因此对各种水动力现象进行特性分析起着至关重要的作用。在计算流体动力学中，研究此问题的方法大致可分为两类：一类是根据势流理论，首先预报出结构在波浪作用下的运动规律，然后规定结构按照此规律运动，从而实现结构的运动和流场变化，其中对于结构运动采用移动网格技术实现。……