耦合激励下的液舱晃荡新型数值解法

王庆丰，徐 刚，王树齐，田 超

（1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江212003；2.中国船舶科学研究中心，江苏 无锡214082）

0 引言

频域理论的应用可以说已经相当成熟，但是频域法存在一个本质上的限制，即它通常只适用于周期稳态问题，对于瞬变或者强非线性问题往往无法处理。但是时域理论是频域理论的超集，是一种时间项不可分离的方法。理论上可以解决完全非线性以及物体任意运动的问题，具有相当大的自由度。本文采用基于简单格林函数的时域边界元方法，对于传统边界元方法，奇异点的处理一直是难点。本文使用的去奇异边界元法（Desingularized Boundary Integral Equation Method）将传统方法中直接布置于流体计算域表面节点上的所有奇点移至计算域外部，很好地解决了奇异积分问题。为了能够更好地模拟液舱内的运动，本文利用FORTRAN 研发了一套可以模拟任意尺度液舱晃荡的程序。

目前，基于去奇异边界元法对势流问题的研究已越来越多。Jensen 等[1]利用去奇异方法来分析在稳定入射波情况下求解阻力的问题；Cao，Schultz 和Beck[2]和Lee[3]基于时间步进技术和去奇点边界积分方程，结合二者来模拟简单潜体及浮体运动的完全非线性效应问题；李宗翰等[4]使用去奇异积分方程方法仿真了任意三维浮体的完全非线性流场；Scorpio 和Beck[5]，王大国等[6]对完全非线性数值水池进行了探索；Kara 等[7]利用去奇异边界元方法研究了完全非线性波物相互作用三维时域问题；Zhang 等[8]基于去奇异方法研究了双体船的耐波性；……