物体运动对流场扰动的数学模型研究

通过研究物体运动对流体扰动的机理,建立精确预估反映物体运动影响的数学模型，是数值模拟船舶工程、海洋工程、海岸工程及航天工程领域中流固耦合与波固耦合问题极具挑战性难题之一，具有重要理论意义和工程应用价值。本项目的研究以发展先进的计算流体动力学理论为目标，针对流固耦合与波固耦合中物体运动导致局部流场突变，提出一个精确有效能描述物体运动对流场干扰的两相流质量力数学模型。其主要研究内容包括：延伸单元分割法，计算任一瞬间描述复杂移动型物体形状的特征参数；构建两类数值水波水池；建立相应的数学模型（包括将结构物处理为流体形成粒子、液体两相流模型）；通过对拘束模（或自由模）中典型实例如砰击、溢波、滑体、出入水、升沉及液面晃荡等，测试两相流质量力模型的性能及精度。所发展起来的理论及数值方法，可丰富非线性水波动力学的内涵.本项目内容新颖，创新性强，是国际上首次提出的、系统研究物体运动对诱导流场影响的数学模型。