结构物入水冲击过程中非线性流固耦合效应的研究

本项目针对结构入水冲击过程中的流固耦合效应进行了理论和实验研究。在非线性自由表面条件下推导了弹性结构入水冲击时流场运动和结构响应的耦合运动方程，将边界元和有限元融合一起形成新的矩阵方程，实现了结构和流场的完全耦合求解。提出了合理的射流处理模型，使能稳定地计算射流区域内的压力。数值计算结果与迭代计算及通常采用的简单耦合计算的结构作了比较，对网格、计算区域及时间步长的收敛性作了详细分析。通过精心设计的模型实验。对二维弹性结构入水冲击时的运动及响应进行了测试，并与数值计算结果相互校验，证明了本方法的有效、正确。在英国皇家学会与基金委国际合作局的资助下与伦敦大学学院就本项目开展了富有成效的合作研究。