基于虚拟介质方法数值模拟应力波穿透水舱

摘要：

将虚拟介质方法推广到应力波与流固界面的相互作用,基于修正虚拟流体方法(MGFM)思想提出一种适用于流固界面应力波折射问题的界面状态计算法则.以此为基础,用Zwas格式和WENO格式分别离散固体和流体控制方程,数值模拟应力波穿透水舱.数值测试表明:虚拟介质方法推广到模拟流固界面上的应力波时,数值误差具有很好的收敛性;该研究提出的计算法则具有一阶精度.一维数值结果与理论解析解能很好地吻合,验证了用虚拟介质方法模拟应力波在流固界面处反射与透射的可行性.应力波穿透水舱的数值结果表明:虚拟介质方法与任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法得到的数值结果相近;水舱加压后,透射波的强度也相应的增加;不同的水舱压力下,应力波在流固界面处的折射规律相近.该结论对舰船的防护设计有实际意义.

关键词：应力波、有限差分法、可压缩流动、流固耦合

所属期刊栏目：40

分类号：O302;O39

资助基金：淮海工学院青年基金;连云港市博士后科研项目资助基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：117-123